SiCw/LD2复合材料零错配应力温度及其调整

分析SiCw／Al复合材料热错配应力变化规律，建立零错配应力温度的概念及近似计算公式.对压铸和挤压态的SiCw／LD2材料，依次进行固溶时效及－78℃－196℃处理.研究热错配应力随温度的变化规律，证实了零错配应力温度的存在.

颗粒增强金属基复合材料热错配应力分析

基于弹塑性力学理论，分析了颗粒增强金属基复合材料在降温及升温循环过程中的热错配应力结果表明，降温期间复合材料基体发生了热错配塑性应变，升温期间则经历卸载过程；在升温期间存在一特定温度，此温度复合材料基体平均错配应力为零．在零应力温度下，热错配应力分布不均匀程度有所减小．零应力温度受复合材料冷却温度的影响，利用低温处理方法可以调整复合材料的零应力温度。

热循环中太阳电池胶接结构中热错配应力的温度分布和调整

分析了太阳电池中石英玻璃盖片 /硅橡胶粘结剂 /硅晶片胶接试样在热循环 (143～ 40 3K)下热错配应力的温度分布 ,发现其只与初始应力状态有关 ,与循环次数无关 ;建立了热错配应力调整的概念 ;分别经 113K和 77K低温处理后 ,胶接试样的热错配应力 -温度曲线下移 ,下移幅度与冷处理最低温度有关 ,与冷处理次数无关 ;与未处理相比 ,冷处理胶接试样经热循环后 ,粘结强度提高。

界面错配应力对铝合金粗化机制影响的微观相场模拟

采用微观相场法研究铝基合金中界面错配应力对沉淀相粗化过程的影响。结果表明:界面错配应力为零时,粗化机制符合经典LSW机制;错配应力较大时,粗化机制是位向控制粗化机制,沉淀相颗粒沿弹性"软"方向规则分布;中等界面错配应力时,粗化机制为兼具位向控制和LSW机制的混合机制;界面错配应力促进沉淀相延弹性软方向生长;沉淀相的粗化过程和长大过程交叠进行。

失配应力引起的Ga_xIn_（1－x）P外延层能带隙的移动

本文首次观察了用ＭＯＣＶＤ方法生长的ＧａｘＩｎ１－ｘＰ外延层的能带隙移动，并给出了ＧａｘＩｎ１－ｘＰ外延层光荧光（ＰＬ）峰能量随组分ｘ的变化关系，结果表明ＰＬ是探测混晶组分的简单而有效的方法之一。

微观相场法研究铝合金界面错配应力的影响

用微观相场法模拟界面错配应力对铝合金沉淀孕育期、粗化速率及沉淀机制的影响。结果表明,在界面错配应力作用下,沉淀相由球状转变为椭片状及针状,与Al-Li合金中δ′相和Al-Li-Cu合金中T1相的实验结果相吻合。界面错配应力使沉淀孕育期增长,但随着错配应力的增大,孕育期缩短,仍比错配应力为零时的孕育期要长。粗化过程得到促进,沉淀相的粗化速率加快,错配应力越大,粗化速率越快。合金的沉淀机制为非经典形核长大,错配应力增大,这种特征增强。

体内外混合预应力配索理论在新滩大桥建设中的应用

綦江新滩大桥是国内首座采用体内体外混合配索法设计并施工的悬浇混凝土刚构桥梁。主桥左幅为常规体内预应力混凝土梁,而右幅箱梁比较特殊,为体内体外混合预应力混凝土梁,采用混合预应力配索法进行设计和施工,是交通部西部开发《体外预应力桥梁设计施工技术研究》科研项目的依托工程之一。就混合配索法在大桥建设过程中的运用情况,以及相关工程细节和施工经验作一定阐述,并提出了一些建议和设想。

晶格失配应力对单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜磁畴结构的影响

利用液相外延工艺在钆镓石榴石衬底上制得了单晶(BiTm)_3(GaFe)_5O_(12)膜,研究了晶格失配应力对其磁畴结构的影响.研究发现,生长速率越快,膜的晶格常数越大;晶格失配应力可以在一定范围内调整膜的垂直各向异性;随着晶格失配应力由较大张应力逐渐转变为较大压应力,磁畴形状先由磁泡畴转变成迷宫畴,然后转变为过渡态部分弯曲的条状畴,最终转变为整齐排列的条状畴;失配应力同时对畴宽也有影响,膜受到的失配应力越大,畴宽越大.这一实验研究对基于控制晶格失配应力来调控单晶膜的各向异性和磁畴结构有指导意义.

基于硅-玻璃键合工艺的微惯性器件的材料热失配应力表征

基于硅-玻璃键合工艺实现敏感结构和衬底相接是微惯性器件的主流工艺方案之一。硅和玻璃热膨胀系数不同,在惯性器件环境工作温度发生变化时,硅玻璃接触表面会产生热应力,该应力严重影响器件的性能。为了测量异质材料间的热失配应力以及键合锚点尺寸对应力的影响,本文提出了一种以悬臂梁作为测试结构的锚点形变测量和数据处理方法,用于表征器件的工艺热失配应力。根据仿真结果将锚点设计成切块形式以减小最大应力和结构形变。测试结果表明,对于边长为600,400和200μm的锚点,悬臂梁相对锚点的平均离面位移分别为0.43,0.30和0.20 nm/℃;结果具有良好的重复性。该结果说明锚点热形变与锚点的大小直接相关,这对MEMS惯性结构以及工艺设计改进具有重要的意义。

预应力配束对连续刚构桥力学性能影响研究

为探究预应力配束对连续刚构桥力学性能的影响,以2座桥墩形式相同的大跨径PC连续刚构桥为研究对象建立Midas有限元模型,计算PC连续刚构桥成桥内力与挠度,并探讨腹板束对大悬臂受弯挠曲的影响。计算分析表明:桥梁结构纵向预应力钢束的配置情况对成桥时的挠度影响较大,最大悬臂状态下,预应力弯矩与恒载弯矩比值影响成桥后的长期挠度,提高预应力弯矩与恒载弯矩比值可降低PC连续刚构桥的长期挠度;腹板束在平衡弯矩贡献中不起主导作用,其抗弯影响性小于顶板束。

预应力配束对连续箱梁内力影响分析

通过对常规跨径下预应力连续箱梁预应力配束线型变化引起的结构内力分析,对计算结果进行比较,总结出不同配束方式对连续箱梁内力的影响趋势,从而指导设计人员能够有效地对结构进行调束以达到合理的结构内力分配。

折线配束对预应力混凝土梁徐变挠度影响的有限元分析

运用ANSYS软件对折线偏心布束和直线偏心布束的两类复合受力预应力混凝土梁徐变挠度进行分析,获取了折线布束引起的剪力对弯剪压复合受力梁徐变挠度的影响规律及其机理,指出了折线布束预应力梁的徐变挠度系数较直线布束偏心梁小.探讨了剪力值、梁跨高比、徐变系数模式等因素对折线偏心布束梁徐变挠度的影响规律,结果表明,跨高比对该类梁徐变挠度增量影响较大,剪力值对徐变挠度增量影响明显,而徐变系数值变化对折线布束引起的徐变挠度增量影响不大.该结论可为折线配束预应力混凝土先张梁的徐变变形预控提供参考.

体外预应力在大跨连续刚构抗剪设计中的应用

以重庆绕城高速公路新滩綦江大桥工程为依托,针对大跨预应力混凝土连续刚构提出一种新颖的体内外混合配束方式.通过对该工程薄壁箱梁结构的空间有限元计算分析,表明这种混合配束方式可以明显降低箱梁截面关键位置的剪应力和主拉应力,说明这种混合配束方式在结构抗裂性方面更为可靠,从而可以完全替代竖向预应力的作用.

2D-C/SiC复合材料的面内剪切本构模型

为了表征2D-C/SiC复合材料的面内剪切行为,考虑基体开裂、界面脱粘、纤维桥连弯曲等损伤机制,提出宏细观两尺度下的含损伤体元模型;引入热失配应力的影响,在分别表征卸载弹性应变和残余应变的基础上,建立材料的温度相关面内剪切本构模型。开展室温单调加载和加卸载面内剪切实验,发现残余应变和弹性应变均随剪应力的增大逐渐增大,而卸载模量随剪应力的增大持续减小。将模型用于2D-C/SiC复合材料剪切行为的模拟,结果表明:模型对于弹性应变、残余应变、卸载模量和整体应力-应变曲线的预测值均与实验数据吻合,验证了分析模型的合理性与准确性;在此基础上,给出2D-C/SiC复合材料在不同温度下的面内剪切应力-应变关系曲线,为热结构设计提供参考。

表面热源作用下的薄膜/基底结构的应力分析

在固体力学领域,薄膜/基体结构的应力分析是一个经典的问题,有很多研究者对薄膜/基体结构的失配应力、曲率以及它们之间的关系进行了详尽的分析。本文给出了薄膜/基底结构在非均匀局部表面热载荷作用下的温度和应力分布的基本解,并得到了广义Stoney公式来描述薄膜/基底结构在非均匀温度下的应力和曲率之间的关系。

高速电弧喷涂过程涂层表面残余应力预测

目的提出一种由连续叠加热失配应力和曲率淬火应力组成的新型涂层表面残余应力预测模型,用于预测高速电弧喷涂成形过程涂层表面残余应力值。方法基于高速电弧喷涂层逐层叠加成形基本假说,利用力和力矩平衡原理,分别建立了涂层逐层叠加热失配应力模型和淬火应力模型,将两模型组合后,得出喷涂过程涂层表面残余应力数值模型。结果通过与X射线衍射仪测得的不同厚度FeAlCrBSiNb涂层表面残余应力值进行比较,发现喷涂一道次时,涂层表面残余应力值为涂层形成过程中最大表面残余应力值。喷涂层厚度为500μm前后,涂层表面残余应力变化规律不同,即理论预测值与实际值随喷涂厚度的增加先减少,当喷涂厚度沉积至500μm后,理论预测值趋于有增有降的波动平稳,而实际测量值在厚度增加至1500μm后逐渐下降。结论高速电弧喷涂过程涂层表面残余应力预测模型,可以较为准确地预测涂层形成过程中表面最大残余应力值和涂层厚度小于500μm时的涂层表面残余应力值,揭示出高速电弧喷涂层实际成形过程表面残余应力的分布规律,即随着喷涂层沉积厚度的增加,残余应力先减少而后沉积至500μm后略微增大。

沟道应力对GaAs PHEMT材料电性能的影响

设计并用分子束外延(MBE)法制备了不同沟道结构的GaAs PHEMT材料,采用高分辨率X射线双晶衍射仪(DCXRD)、应力测试仪和霍尔测试仪对样品的结晶质量、薄层组分和厚度偏差、应力以及电子迁移率进行了分析表征。探讨了外延片应力与沟道结构的相关性,研究了沟道失配应力对电性能的影响机理。建立了GaAs PHEMT材料热应力引起电子传输特性退化的试验方法,进行了高温和低温存储后材料电性能的演化行为测试,并归纳了热应力引起材料电特性退化的实验结果。结果表明GaAs PHEMT材料经高、低温存储并恢复室温后仍能保持原有电性能,沟道应力对材料电性能的影响主要表现为失配应力。

混凝土索塔锚固区环向预应力布设位置优化

针对混凝土索塔锚固区环向预应力的布设方式和位置问题,以某高速公路跨江大桥为背景,采用ABAQUS实体节段模型进行分析计算,比较3种双层预应力配束方案,并对钢束在布设位置进行对比和优化。结果表明:井字形配束环向力效率偏低;横桥向开口U形配束受力优于纵桥向开口U形配束;横桥向预应力束向齿块方向偏移可大幅提高锚固齿块的抗裂能力。沿桥塔水平方向,桥塔节段可近似为矩形框架受力,合理配置的环向预应力可抵消索力作用效应。沿桥塔高度方向,在靠近塔顶位置应增加竖向抗裂钢筋的配置,预应力配束向下可逐步减少。最终施工方案中采用横桥向开口双层应力束,受力良好,可为同类桥梁的设计提供借鉴。

大跨度预应力混凝土连续刚构桥设计探讨

以某预应力混凝土连续刚构桥为研究背景,基于该桥梁方案设计时的缺点,对其选型设计进行了讨论。最后对预应力混凝土连续刚构桥在设计时的预应力配索问题进行分析。

基于大断面束合管幕法的地铁车站建造方案研究

目的:为了在软土暗挖技术领域推广UBIT(束合管幕)施工方法,特针对应用该施工方法的大断面地铁车站建造方案进行研究。方法:以上海轨道交通23号线的某车站为工程背景,结合周边环境、道路交通、控制管线明确工作井设置、暗挖段长度及顶覆土厚度等总体方案;确定包括宽度限界、高度限界、管线排布的使用功能限界,提出采用A型车的地铁车站类矩形断面建筑设计标准;考虑预应力张拉施工阶段、土体已开挖使用阶段的两阶段受力平衡,拟合结构断面;结合束合管节节间接缝的受力特征,建立刚性板-耦合单元非线性本构模型;通过有限元手段研究断面内力变形,并进行预应力配束计算研究。结果及结论:实施中应尽量减少顶部覆土、缩短一次性管节顶进长度,以有利于控制钢管节尺寸、施工误差;大断面束合管幕法地铁车站建造应优选类矩形断面,以充分利用拱形受力特点。但值得注意的是,类矩形断面的预应力张拉,会产生显著的次生内力及变形,且其影响与曲率成正相关。针对城市轨道交通工程常见的3~5 m覆土,在内力、变形双控标准下,建立了类矩形断面预应力钢绞线的配束标准。