增材制造316钢高周疲劳性能的微观力学研究

由于增材制造逐层累积的工艺特点,其成形材料力学性能往往不同于传统减材制造材料.在航空航天、核工业以及医疗领域中,对增材制造材料疲劳性能的研究不足导致其很难作为主承力件使用,这制约着增材制造技术的进一步推广使用.本文以增材制造316钢为对象,通过仿真手段研究其高周疲劳性能,研究表明循环载荷下滑移带与晶界处的裂纹萌生是增材制造316钢材料发生高周疲劳的主要原因.根据提出的微观力学模型研究了增材制造316钢的高周疲劳性能,其中分别使用唯象学晶体塑性理论和弹塑性内聚力模型模拟晶粒和晶界的力学行为.为了准确评估增材制造316钢的高周疲劳性能,本文针对于晶粒和晶界分别采用Papadopoulos疲劳准则和一种基于安定性理论的介观疲劳准则同时考虑位错滑移和晶界对疲劳性能的影响.最后,为了验证所提微观力学模型的有效性,本文对比了增材制造316钢和轧制316钢高周疲劳性能的仿真结果.与实验结果相同,仿真结果显示增材制造316钢相较于轧制316钢具有更好的高周疲劳性能.

氧气对飞秒激光泵浦的氮气分子无腔激光效应的淬灭作用(特邀)

圆偏振飞秒激光泵浦氮气产生的无谐振腔激光效应在远程光学遥感方面具有非常重要的应用前景.然而,空气中氧气分子的存在显著地淬灭了该受激辐射效应.对比研究了氧气和氪、氩、氦这三种气体对于氮气分子前向和背向激射的影响,测量了纯氮气和空气中氮分子荧光的强度.结果表明,氧气和氪气这两种电离能非常接近的气体呈现出十分相似的淬灭作用;而氦气因为电离能极大,并不呈现出显著的淬灭作用.因此,可得氧气对于氮气分子激射淬灭作用的主要原因在于其引起的光丝内激光强度的下降,从而使得自由电子能量降低,导致碰撞激发效率下降.

DNA G-四链体的结构完整性对催化性质的影响

DNA酶中的G-四链体-血红素(G4-hemin)DNA酶结构具有较高的设计性和化学稳定性,因此格外受研究者关注.G-平面作为辅酶因子hemin的结合位点,不仅提供大π平面与hemin结合,而且其平面上的G碱基还可以充当近端配位基团与hemin进行配位.因此,研究G-平面完整性在G4-DNA酶体系中的作用具有重要意义.本文设计了一系列含有空位的G4(G-vacancy,GV)及G-三链体,通过“鸟嘌呤类似物插入”策略实现G-平面完整性以及DNA酶催化活性的恢复.结果表明,末端G-平面完整性是G4-DNA酶具有催化活性的必要条件,且其能够充当近端配位基团与末端碱基协同激活G4-DNA酶.考虑到hemin会选择性地结合于G4的3’-端平面,本文以含有3’-端空位的G4以及G-三链体为模型进行DNA酶的构建.结果表明,相较于末端完整的G4-hemin DNA酶,末端不完整的G4结构所形成的DNA酶催化活性很低.为了进一步验证该平面完整性的重要性,本文提出了“鸟嘌呤衍生物插入”策略,即将鸟嘌呤衍生物(无环鸟苷和鸟苷)插入G-空位以恢复G-平面的完整性.通过圆二色光谱和紫外熔解实验,发现末端平面完整性的缺失会使圆二色特征峰信号和G4结构热稳定性下降,而鸟嘌呤碱基类似物的加入则可以使特征峰信号以及热稳定性得到一定程度的恢复,表明鸟嘌呤碱基类似物的加入确实使G-平面完整性得到恢复.与此同时,随着鸟嘌呤碱基类似物浓度的增加,G4-hemin DNA酶活性逐渐增强,最终恢复至与完整G4一样的活性.在以G-三链体为模型的实验中,本文通过另一条富G序列与G-三链体进行结合,形成复合的(3+1)型G4结构,最终实现了DNA酶活性的恢复.同时,在3’-G-平面末端增加了激活碱基(dA或dTC),结果表明,即使G-平面不完整,末端碱基依旧能够激活DNA酶,但酶活性整体弱于完整G4时的活性.同样,“鸟嘌呤衍生物插入”策略可以使酶活性得到恢复.本文系列实验充分说明了末端碱基可与G-平面形成协同作用,与hemin的铁中心共同形成六配位关系,加速催化中间体生成,进而增强催化活性.有趣的是,通过设计Holliday junction结构研究发现,“鸟嘌呤衍生物插入”策略仅适用于平行G4结构.G-空位的存在不仅降低了G4结构的稳定性,而且降低了其与hemin间的亲和力,二者均是造成G4-DNA酶催化能力下降的主要因素.总之,本文证明了3’-端G-平面的完整性是G4-DNA酶实现其催化能力必不可少的因素,对理解末端G-平面在G4-DNA酶中的作用具有重要的参考意义.

电-热耦合对航空复合材料拉伸及疲劳性能的影响

为研究碳纤维增强树脂基复合材料（CFRP）层合板的导电性能和电-热耦合效应及其对拉伸和疲劳性能的影响,主要针对2种不同铺层的试件（单向层合板（UD）[0]8和准各向异性层合板（QI）[45/90/-45/0]s）进行导电及电-热耦合实验和通电状态下的拉伸及疲劳实验.在电-热耦合实验中分别对试件通以1～8 A的直流电和交流电,测量其温度场的分布及最高温度,以确定温度对电阻的影响.依据实验现象建立了简化后的电-热耦合分析模型,并与实验结果进行对比,发现两者吻合很好.简化后的电-热耦合模型能够很好地预测试件在达到稳态平衡时的最高温度值.在通电情况下对不同初始状态时的QI试件进行拉伸和疲劳实验,通过实验发现,在疲劳加载过程中无论是通以直流电、交流电或者是改变电流强度和电流频率,对试件的疲劳寿命影响不大,没有发现明显差异,但在实验过程中试件表面的温度会随着电流强度的增加而升高.同时,在监测试件沿着纤维方向的电阻变化时发现,在一定的疲劳载荷下,随着循环次数的增加,试件的电阻会不断增加,这表明试件内部出现了损伤,累积后直至试件断裂.依据实验现象分别建立了电阻模型-1和电阻模型-2,分析计算后发现模型-1能够较好地模拟试件变形的线性阶段（εxx≤0.4％）,而模型-2能较好地模拟非线性阶段直至试件断裂（εxx＞0.4％）.

面向中医古籍的单篇文本知识标引与结构解析技术

[目的/意义]在无标注资源的情况下,对中医古籍文本领域的分词和命名实体识别技术进行研究,基于分词与命名实体识别模型,对中医领域文本进行分词并进行语言模型的训练。[方法/过程]在训练过程中,研究采用实体概念排序预测与遮罩词预测的多任务学习框架,有效将词典中的先验概念知识融入到语言模型中,得到融合语篇语义与先验知识的语言模型。从模型训练中使用的MLM任务出发,设计基于完形填空类型的文本生成任务来进行单篇古籍文本的知识标引,以短句一实体为路径,遍历单篇文本中所有的短句并进行知识概念的全标引,并基于先验规则的挖掘,从单篇文本中发现隐性知识结构,从而构建隐性篇章结构。[结果/结论]对比实验显示,在仅有5个标注样本的情况下,研究提出的文本标引方式能够有效利用模型的先验知识;相较于传统方法,能更好地解决标注缺失情况下的中医古籍文本知识标引的问题,为进一步实现中医古籍单篇文本的解析提供解决方法。对中医古籍进行整理、校注,挖掘其中蕴含的知识,对中医学与现代医学的发展,以及医学史的研究都有重要的理论与现实意义。

宇宙空洞

在宇宙的大尺度结构中,星系组成的纤维间分布着成千上万的宇宙空洞。事实上,这些空洞并不是完全空无一物。通过对宇宙空洞的研究,我们可以了解到什么?