水泥基复合材料中倾斜钢纤维细观桥联模型

主要从细观尺度研究水泥基复合材料中倾斜钢纤维的桥联行为。对纤维在基体中的埋入部分采用杆元近似,基体之外的部分,根据其弹性或塑性状态分别作悬臂梁或塑性铰近似,从而简化为两种构形。结合这两种构形和杆元近似,并采用经典的描述轴向行为的Naaman剪滞模型,同时引入纤维的侧向有效承载面积来描述基体局部失效效应,推导了描述高模量倾斜钢纤维桥联行为全过程的解析模型。模型预测的桥联行为与实验有较好的一致性。

石英晶体多路微天平等效电路和相关实验研究

从AT切的石英晶体等效电路出发,利用电路理论推导单片石英晶体上耦合电极的相互影响.相互耦合作用用复电阻描述,然后通过实验观察复电阻的频率特性,分析其具体的形式.同时通过实验初步观察了MQCM(multi-channelquartzcrystalmicrobalance)对石英片谐振频率的影响,以及不同电极尺寸对耦合的影响.

硅橡胶基磁流变弹性体的研制

磁流变弹性体是一种新型的智能材料,它的力学性能可以受磁场控制,在需要变刚度的器件等方面有着广泛的应用前景。本文总结了一些制备高性能磁流变弹性体的基本方法,尝试采用不同的组份制备了以硅橡胶为基体的高性能磁流变弹性体。并使用改进的动态机械分析仪来测试分析所制样品的磁致剪切储能模量和损耗因子等性能。结果表明,所制备的磁流变弹性体在600mT磁感应强度下的剪切储能模量相对变化可达到501%。

磁流变弹性体调频吸振器的研制

传统的动力吸振器吸振频带较窄,限制了稳定性和吸振效果的提高,影响了其应用范围。而磁流变弹性体是一种剪切模量可由外加磁场可控的智能材料。本文利用磁流变弹性体作为动力吸振器的弹性元件和阻尼元件,并采用移频调谐的控制方法,设计了一种可调频的动力吸振器。对其进行的动力特性的研究表明,该吸振器移频范围较宽,在较宽的吸振带宽内具有较好的吸振效果。

磁流变弹性体若干物理量的数值分析

应用有限元方法,考虑了颗粒的磁化饱和过程与非线性磁化过程,计算得到了磁流变弹性体中的磁场分布,进而研究了在不同磁场大小、不同颗粒体积比浓度下磁流变弹性体在成链方向的相对磁导率,计算结果和实验结果取得了一致。利用Maxwell应力张量,计算了磁场引起的磁流变弹性体的附加剪切模量。分析了颗粒体积比浓度、外加磁场对磁流变弹性体的磁致剪切模量的影响。研究了颗粒为旋转椭球形状时,颗粒的放置方式与其长短轴之比对磁流变弹性体的磁致剪切模量的影响。计算结果表明,磁流变弹性体的相对磁导率随颗粒体积比浓度的增大而增大,随磁场强度的增大而减小,颗粒的形状和放置方式对磁流变效应有很大的影响。

柱状和层状结构磁流变弹性体剪切模量的数值计算

从颗粒间的磁相互作用能出发,计算了磁流变弹性体的磁致剪切模量。考虑了链内颗粒和相邻链中颗粒的影响,修正了磁流变弹性体的磁偶极子模型。构建了体心立方结构和简单立方结构计算模型,分别考虑了柱和层状聚集结构的大小以及其间距,对含柱状结构和层状结构的磁流变弹性体的力学性能进行了计算。计算结果表明,单层模型的磁流变弹性体磁致剪切模量比单链模型的预报值高约48%。在提高磁流变弹性体的磁致剪切模量方面,层状结构优于柱状结构。

烧蚀模式激光推进的数值模拟

采用针对高温气体(等离子体)电离度的一种近似计算方法,以及具有五阶精度的广义Godunov差分格式-加权本质无振荡格式WENO(weighted essentially non-oscillatory schemes),给出了高温气体状态方程的简便描述,并考虑激光与等离子体的相互作用,模拟了强激光与固体靶相互作用时激光支持靶面等离子体流场的动态物理过程,并给出了不同参数条件下激光烧蚀固体靶的推进效应参数(冲量耦合系数等)。计算结果及与实验结果的对比表明,靶材料和激光参数(功率密度、波长、脉冲宽度等)是影响推进效应的主要因素,并且计算结果具有较高的精确度。

基于多链模型的磁流变弹性体剪切模量的数值分析(英文)

从颗粒间的磁相互作用能出发,利用磁能密度的变化,计算了磁流变弹性体的磁致剪切模量.考虑了链内颗粒和相邻链中颗粒的影响,修正了磁流变弹性体的磁偶极子模型.构建了 BCT 结构计算模型,对含柱状结构的磁流变弹性体进行了计算.计算结果表明,传统的点偶极子模型高估了磁流变弹性体的磁致剪切模量；在提高磁流变弹性体的磁致剪切模量方面,颗粒体积比浓度较小时,链状结构比柱状结构要好；而当颗粒体积比浓度较大时,柱状结构优于链状结构.

智能抛物面桁架天线的建模和模型降阶

设计了一个智能抛物面桁架天线,采用有限元方法得到了它的动力学模型.由于此模型的阶次太高,给以后的振动控制工作带来了极大的困难.采用模态集结法对其高阶模型进行降阶.通过零极点比较、输出曲线比较和将针对低阶模型设计的线性二次型最优控制律加入原高阶模型等方法对降阶结果进行了验证.

非线性弹性薄膜表面效应的尺寸相关性研究

在Mindlin假设的前提下,考虑了几何非线性条件及表面效应的影响,建立了纳米尺度下尺寸相关的板状各向同性弹性薄膜模型;从哈密尔顿变分原理出发,导出了薄膜的控制方程,用公式明确阐述了由表面张力引起的符合经典板理论且与薄膜变形相关的残余膜力和弯矩;通过微小尺寸薄膜弯曲的算例,说明了表面效应与薄膜厚度的相关性,当薄膜厚度等于或者小于其内禀尺度时,表面效应对薄膜厚度表现出很强的敏感性。

由强激光产生的烧蚀等离子体随时间演化的数值模拟

采用单流体模型描述由强激光产生的烧蚀等离子体,并用具有五阶精度的广义Godunov差分格式——加权本质无振荡格式对该模型进行离散化,考虑激光与等离子体相互作用和能量耦合,数值模拟强激光与固体靶相互作用时产生的烧蚀等离子体随时间演化的物理过程,给出数值模拟结果,并对其进行分析和讨论.数值模拟结果表明,激光能量在靶面等离子体中被强烈吸收,激光支持LSD(Laser Supported Detonation)波速度约为理想LSD波速度的一半.

表面张力作用下柱形胶体的弹性失稳

采用弹性理论研究了圆柱形胶体在表面张力作用下的弹性失稳问题;利用能量泛函变分的方法导出了发生弹性失稳的非经典边界条件,得到了失稳的判据方程。分析判据方程发现,弹性失稳与圆柱体的半径、内禀尺度和失稳波长相关。

γ射线辐照法制备硅橡胶基各向同性磁流变弹性体

磁流变弹性体是一种新型的智能材料,其力学性能可由磁场控制,因而在自适应减震器、阻尼可调部件和汽车悬浮刷等方面具有广泛的应用前景。本文选择羰基铁作为磁性粒子,在无任何外加磁场下,采用γ射线辐照法固化硅橡胶基体,制备各向同性的磁流变弹性体。作者详细研究了制备过程中可能影响磁流变效应及力学性能的各种因素,特别是固化时间以及不同添加剂,包括增塑剂、增强剂的种类及其含量等的影响,以获得硅橡胶弹性体磁流变效应和力学性能的优化,并提出了各向同性的磁流变弹性体的作用机理。

纳米二氧化钛、钛酸钡的有机化学修饰及其电流变效应

采用纳米氧化钛,钛酸钡作为复合电解质微粒核,在一定条件下将制备的氧化钛,钛酸钡纳米粒子表面修饰一层含有酰胺基和不含酰胺基的有机物,然后将所得到的微粒与硅油按一定体积比混合后,测量其电流变效应。对含酰胺基的有机物和不含酰胺基的有机物包裹后所制备的电流变液效应进行比较,讨论了在电流变液制备过程中有机物的结构,研磨过程和温度等因素对电流变液性能的影响。采用X射线衍射,傅立叶变换红外光谱,透射电子显微镜对核-壳型纳米复合结构进行了表征。

Fe3O4／葡聚糖磁性微球的制备及在药物输运中的潜在应用

首先以单分散性良好的PSA为模板，用还原铁盐方法生成PSA@Fe3O4核壳结构复合微球。再将生成的粒子加入到四氢呋喃（THF）溶剂中，使PSA模板溶解，得到Fe3O4空心微球。在一定条件下将葡聚糖吸附在磁性微球表面，得到吸附有高分子的磁性微球。采用X射线衍射（XRD）、透射电子显微镜（TEM）、傅立叶变换红外光谱（FT-IR）和热重分析（TGA）对制备的微球进行表征。粒子大小均匀，平均直径在50nm左右，Fe3O4层厚约为5nm。这种新颖的磁性高分子微球具有纳米级的尺寸和独特的空心结构。在生物医学领域特别是药物输运上可能具有广阔的应用前景。