加载角度和线型缺口对锂离子电池隔膜拉伸性能的影响

锂离子电池隔膜作为防止正负极接触的物理屏障,其结构完整性对于电池安全至关重要。进行了4种商业隔膜单轴拉伸实验,分析加载角度和线型缺口对隔膜材料拉伸强度、弹性模量、断裂模式的影响。结果表明:无缺口试样在0°方向上的拉伸强度最大,90°方向上拉伸强度最小;当两个无缺口试样的加载角度互为补角时,它们的拉伸强度接近。对于缺口试样而言,缺口方向沿着90°的试样有最大破坏载荷;线型缺口试样有更高的弹性模量,但是塑性变形大幅减少。无缺口试样和缺口试样在拉伸过程中的断裂模式相同,即除0°试样沿横向断裂外,其他加载角度的试样均沿着纵向断裂。     

利用近红外光谱技术预测粗皮桉木材弹性模量

采用近红外光谱分析技术,对粗皮桉木材弹性模量进行了快速预测研究.使用快速傅里叶变换(FFT)分析法和常规力学测试方法测定了粗皮桉木材无疵小试样的弹性模量,并用近红外光谱仪采集试样径切面和弦切面的近红外漫反射光谱,对原始光谱进行二阶导数预处理,并选择410～2 480 nm光谱段建立回归模型.以2/3的试样作为校正集建立弹性模量的偏最小二乘法校正模型,以1/3/的试样作为预测集对模型进行验证.结果表明,粗皮桉木材的弹性模量与近红外光谱之间有较好的相关性,纵向弹性模量和抗弯弹性模量的预测模型的相关系数分别为0.93和0.81,相对分析误差分别为2.70和1.71.利用近红外光谱分析方法可以实现对粗皮桉木材无疵小试样弹性模量的快速预测.     

海底沉积物声速与物理性质的理论关系

为建立海底沉积物声速与物理性质的关系,引入密度变化比和弹性模量变化比为参数描述海底沉积物声速。密度变化比是描述声速的一个复合参数,由孔隙率、固相密度和海水密度三个物理参数表示;弹性模量变化比是描述声速的另一个复合参数,由孔隙率、固相体积模量和海水体积模量三个物理参数表示;声速公式可展开为这两个复合参数的泰勒多项式。两个复合参数的变化构成声速曲面,声速曲面包含了声速特性与沉积物性质的完整信息;而单参数声速公式是声速曲面上的一条曲线。数值计算与测试结果对比表明:把孔隙率-声速经验公式变换为参考声速乘以一个调制函数的标准形式,各个海区的孔隙率-声速经验公式的调制函数是相当接近的。论文导出的声速公式与Wood声速公式的区别在于弹性模量的模型不同。     

海底沉积物声速与物理性质的理论关系

为建立海底沉积物声速与物理性质的关系,引入密度变化比和弹性模量变化比为参数描述海底沉积物声速。密度变化比是描述声速的一个复合参数,由孔隙率、固相密度和海水密度三个物理参数表示;弹性模量变化比是描述声速的另一个复合参数,由孔隙率、固相体积模量和海水体积模量三个物理参数表示;声速公式可展开为这两个复合参数的泰勒多项式。两个复合参数的变化构成声速曲面,声速曲面包含了声速特性与沉积物性质的完整信息;而单参数声速公式是声速曲面上的一条曲线。数值计算与测试结果对比表明:把孔隙率-声速经验公式变换为参考声速乘以一个调制函数的标准形式,各个海区的孔隙率-声速经验公式的调制函数是相当接近的。论文导出的声速公式与Wood声速公式的区别在于弹性模量的模型不同。      

固体内耗与超声衰减

一、弹性体的特征 对于一个弹性体,应力σ和应变ε遵从胡克定律:σ=Mε,M是弹性模量;或 ε=Jσ,J是顺度.在一般情况下,对于任意的形变来说,应力和应变应该用二级张量来表示.上述的胡克定律是标量的形式,只适用于简单的形变模式,例如纯切变,单轴拉伸或流体静压力形变;这时M是切变模量G、杨氏模量E或体积模量. 理想的弹性行为要满足四个条件:(1)应力对于每个应力水平的响应是线性的;(2)上述的响应是可以完全回复的;(3)上述的响应是瞬时达到的(对于一个无限小的试样单元来说,因为声速是有限的);(4)应变和应力互为单值函数.由此可见,完全弹性…     

外部压力下β相奥克托金晶体弹性性质变化的第一性原理研究

基于密度泛函理论,采用投影缀加波方法对不同压力条件下β相奥克托金(β-HMX)的弹性常数进行了计算.计算得到零压条件下β-HMX的体弹性模量为12.7 GPa,剪变模量为4.4 GPa,与实验测量结果接近.对β-HMX弹性常数压力响应的分析表明,随着外部压力增加,晶体的体弹性模量和剪变模量逐渐增加.当外部压力达到7 GPa时晶格开始沿剪应变方向出现不稳定性,与拉曼散射实验结果相符.     

ICP-AES测定钛合金中铝、钼和锆的不确定度评定

对钛合金中铝、钼和锆含量测定过程中的不确定度来源进行了辨别,并在此基础上评定了分析结果的不确定度.测量不确定度主要来源于试样称量、标准溶液配制、校准曲线拟合、各种玻璃量器的使用及测量重复性.依据不确定度评定的步骤,计算得到了各分量标准不确定度及合成标准不确定度.     

La0.2Ca0.8MnO3材料电荷有序转变附近弹性模量的研究

通过超声与低频切变模量测量,得到多晶锰氧化物La0.2Ca0.8MnO3材料纵向模量与切变模量随温度变化关系曲线,发现在电荷有序转变温度附近,纵向模量与切变模量都出现最小值.运用合作Jahn-Teller效应理论对实验数据进行了拟合,发现理论与实验曲线符合较好,表明Jahn-Teller效应是发生电荷有序状态转变的主要机制之一.     

用对称的三聚物分子研究三组分纠缠和分子内能量动力学

为了建立纠缠与能量的联系, 研究了对称三聚物分子的不同初始态的量子纠缠动力学, 用共生度描述三组分纠缠,计算了三个振动模之间的相互作用能. 结果表明非简谐振动局域态的共生度与相互作用能是正关联占优,而简谐振动局域态的共生度与相互作用能是反关联占优.     

含有断裂缺陷的复合材料壳体的力学行为

利用湿法缠绕制备了玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料壳体,通过拉伸、双悬臂梁和三点端部开口弯曲试验对该复合材料层合板进行基本力学性能评估,得到强度和刚度参数并用于有限元模拟中。同时,在Abaqus中建立了含有不同深度断裂缺陷复合材料壳体的三维渐进损伤有限元模型,预测内压作用下壳体的力学响应。试验和模拟结果表明:复合材料主向拉伸强度为(222.7±18)MPa,弹性模量为39.39 GPa,Ⅰ型和Ⅱ型断裂韧性层间强度分别为(4.67±0.24)和(4.98±0.26)kJ/m~2。随着内压增大,Mises应力也不断增大;当断裂缺陷在最深层(接近内压的第一层,深度为18 mm)时,Mises应力最大;当内压为0.3 MPa时,Mises应力高达28.8 MPa,且周向应变小于纵向应变。     

在不同温度下球墨鑄铁的冲击性能

本文描述高温冲击实验的技术,以及由-85℃至1070℃的铸态和锻造后的球墨铸铁的冲击性能。研究结果找到了基体主要为铁素体的球墨铸铁的两个变脆温度范围(-20℃以下和550℃至700℃之间)和一个比较具有韧性的温度范围(850℃与1050℃之间)。在这些温度范围内,曾考查试样的断口情况和断裂时的弯曲角度,并与其基体组织的变化相联系,进行讨论。最后,本文指出研究结果在球墨铸铁的应用上所起的作用,以及在球墨铸铁热加工时对于选择热加工温度的意义。     

多晶石墨烯拉伸断裂行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了不同晶界对石墨烯拉伸力学特性及断裂行为的影响. 定义了表征晶界能量特性的新参量缺陷能, 并以此为基础分析了晶界结构的能量特性. 探讨了晶界对弹性模量和强度极限等的影响以及强度对晶界能量特性的依赖关系. 结果表明: 晶界能量特性可以间接反映晶界强度; 同时, 晶界中缺陷会使实际承载碳键数量小于名义承载碳键数, 从而在较大范围内影响弹性模量. 分析了不同晶界的断裂过程, 发现了裂纹扩展方向的强度依赖性: 低强度晶界主要是以碳键直接断裂为主要方式的沿晶断裂, 而高强度晶界通常是碳键直接断裂和Stone-Wales翻转过程交替进行下的穿晶断裂. 研究结果可为石墨烯器件的设计制造提供理论指导.     

声发射特性与材料断裂韧性相关性研究

以高强度铝合金的断裂过程为研究对象，利用先进的声发射试验系统，考察了拉伸试样和带有预制疲劳裂纹的DCB试样在断裂时的声发射事件特性，揭示了材料断裂韧性和声发射特性 间的关系.试验结果表明，材料稳态裂纹扩展起始于K_1C并发射出许多幅值超过 阈值35 dB的信号，材料裂纹失稳扩展时爆发出强烈的声发射信号，材料断裂的累积声发射能与宏 观断裂能呈线性关系. 关键词： 声发射 断裂韧性 铝合金     

X射线荧光光谱法测定样品中镁的不确定度

对X射线荧光光谱熔融法测定土壤样品中的镁含量的不确定度进行了评定.通过对试验过程的分析,测量结果的不确定度的来源有以下几个方面,仪器的综和稳定性,制样,标准物质,校准曲线回归分析,重复测量.在得到各不确定度分量后,通过合成得到测量结果的标准不确定度,再乘以扩展因子2（95％置信概率）,得到测量结果的扩展不确定度.     

CVD金刚石膜断裂性能测试装置的研究

文章介绍弛一种利用恒载荷速率加载测试金刚石膜断裂性能的试验方法,并建立了国内第一台金刚石膜断裂性能测试的专用装置,该装置利用弹性压头代替传统的刚性压头,可以成功地解决断裂试验的缓慢加载问题,试验装置的最大载荷为500N,可以在5－500N之间获得准确的载荷,误差不大于1％,最小加载速率为0．5N/s,最大加载速率为25N／s,该装置采用计算机控制,可以直接输出试验结果,该装置采用恒载荷速率（0．5N／s 至2N/s)的加载方式测得的断裂性能比用恒位移速率（0．5mm/min和0．05mm/min)加载方式测得的断裂性能更低,适合高脆性,小尺寸金刚石膜试样断裂性能的测试。     

基于可见光谱通道的松树年轮参数获取方法研究

年轮参数是树木生长的重要指标。目前年轮的检测方法主要有人工测量法、扫描仪法和X射线法等。这些方法费时费力、检测成本高、操作难度大。为此,提出采用可见光谱进行年轮参数检测的新方法。首先针对活立木年轮检测需求,设计了木芯专用可见光谱分析装置。装置采用宽光谱对称式光源,封闭式暗箱设计,彩色CCD外置、固定距离采集方式。进而采集样品全彩色图像,分别提取不同光谱通道数据进行分析,最终获得年轮特征光谱参数。以从松树活立木钻取的木芯为例,经打磨后的木芯水平固定于载物台,光源均匀照射样品,CCD采集木芯漫反射RGB图像,基于对木芯全彩色图像的不同光谱通道的分析,分别提取RGB三帧灰度图像的强度曲线,区分早晚材分界线,得到树木年轮各项指标,实现树木年轮参数的快速提取。实验首先将CCD采集的RGB图像转换至NTSC色彩空间,以扩大色彩域。在设置滤波窗滤除背景,截取出木芯图像后,通过提取木芯图像的R,G和B三灰度分量图像,发现木芯B灰度图的早晚材区域差异最分明。基于该特征,可提取出早晚材分界线的位置信息。对木芯B灰度分量图微分,得到灰度沿水平方向的空间梯度。确定灰度变化率极大值对应的各点,鉴于木芯生长特性,灰度变化率极大值对应空间位置首先取为窄像素区域,进而在窄像素区域取中间值,此即木芯年轮各早晚材的中心点。其中,早材中心点对应光谱曲线的极大值,晚材中心点对应光谱曲线的极小值。结合专家经验,建立早晚材中心点与分界线的灰度关系,可得各分界线的位置。通过早晚材分界线与年轮各参数的关系,可进一步得出年轮各项指标。对比3位林木育种专家人工识别结果,本方法检测结果除了在木芯靠近端点处的位置外,都具有极高的准确度。采用可见光谱通道的数据采集与分析方法检测树木年轮参数,检测过程可实现全自动,高效、无损,精度可达到0.1 mm,结果精确。相比于人工测量法、扫描仪法,检测效率更高;相比于X射线法,检测过程更加安全、低耗,操作更方便。是一种具有较强应用性的方法。     

流体饱和孔隙材料的Biot弹性常数的声学测量

本文研究用声学方法测量流体饱和孔隙介质的Biot4个弹性常数，4个弹性常数主要是通过测量水饱和的孔隙样品中的3种体波速度去计算的（流体压缩系数已知）。为了讨论和验证测量结果，我们还进行了两个实验，一是测量空气饱和样品的切变波速度和纵波速度，并求得框架的体积模量和切变模量；二是测量空气饱和样品中的慢纵波速度，并验证样品曲折度的大小。     

螺旋拉胀纱线动态拉伸行为的数值模拟

螺旋拉胀纱线是由高模量纱线螺旋式包缠低模量纱线所形成的复合纱线,在纵向拉伸下呈现沿横向膨胀的负泊松比现象。为揭示其抗冲击机理,基于有限元模拟,开展了螺旋拉胀纱线的动态拉伸行为研究,发现在螺旋拉胀纱线中存在着分别由包缠纱和芯纱所主导的一快和一慢两个应力波,且在两个波阵面之间横向变形和Mises应力均随时间和空间周期性变化。给出了双波波速随加载速度和摩擦系数的变化规律,并结合等效模量的概念进行了定性讨论。模拟结果还显示,螺旋拉胀纱线中内能与动能基本相等,且摩擦对能量吸收有重要贡献。     

1200℃以下测定固体和液体的小平板热导仪的研究

测定非金属物质导热系数(λ)的方法中,以精度高、样品易制备的平板稳态绝对法应用最广,已被许多国家定为标准测试方法.但是,一般平板热导仪的试验温度较低(1000℃以下)、样品较大(φ≥10cm).为此,我们继研制900℃中平板热导仪后,又对该方法作了进一步研究和改进,研制了试验温度(试样平均温度)为1200℃,试样φ为     

低碳高锰铸钢低温冲击韧性与断口形貌关系的研究

本文研究了低碳高锰铸钢冲击韧性和断口形貌之间的关系.试验结果表明,室温时该铸钢断裂形式以穿晶韧性断裂为主,而在—196℃时断裂则以沿晶韧性断裂为主.在试验温度、韧窝尺寸和冲击值之间有着一定的对应关系:室温时冲击值较高,韧窝大而深;深冷温度下冲击值较低,韧窝小而浅.同时发现非金属夹杂物对韧窝的大小有着显著的作用.