激光干涉测速中信号光纤色散测量

为对激光干涉测速系统(VISAR)中信号光纤的色散特性进行快速测量,搭建了一种基于时域法的 多模光纤色散测量装置。该装置由532nm 的皮秒激光器、快响应光电探测器以及宽带数字示波器组成,通 过对输入光纤前后的光脉冲时间宽度进行测量,来获得光纤的脉冲响应3dB脉宽(即色散时间)。利用该装 置分别对一根长度为123m 的国产梯度折射率光纤以及一根10m 长的阶跃折射率光纤在532nm 波长附近 的色散特性进行了测量。测得的梯度折射率光纤色散时间为(68316)ps,对应3dB频响带宽为646MHz; 阶跃折射率光纤色散时间为(163114)ps,对应频响带宽为271MHz。对实验结果进行了测量不确定度分 析,并与理论计算值进行了比较,获得了较好的一致性。研究表明,利用该实验装置,可对激光干涉测速应用 中信号光纤的色散特性进行迅速、准确的测量,从而为实验中信号光纤类型、长度等的合理选用提供参考。     

1GPa压力脉冲发生器的研究及锰铜压阻技术在低压宽脉冲测量中的应用

本文阐述了新研究的一种在甘油介质中可产生0～1 GPa 压力宽脉冲的加载装置,以及用于该装置测量的相应锰铜计测试系统。同时对锰铜计在1 GPa以下的压阻系数进行了动态标定。实验结果表明,所研制的装置可产生脉宽10微秒以内,压力脉值为0～1 GPa的脉冲,与理论设计基本相符。     

Hopkinson拉杆的入射波波形整形实验研究

目前,分离式Hopkinson杆实验技术已经被广泛用于测试材料在10~2~10~4s~(-1)应变率范围内的动态力学特性。为了抑制入射波的高频振荡,实现恒定应变率加载,本文利用分离式Hopkinson拉杆(SHTB)实验装置,研究了加载金属短杆(2A12T4铝合金)及整形垫片(纸板、PVC软塑料及带磁性胶皮)对入射波波形的影响。实验结果表明,整形垫片降低了入射应力脉冲的高频振荡,获得了比较平滑的入射应力脉冲,延长了上升时间。同时,利用所得的波形整形结果,对2A12T4铝合金进行了拉伸应力波脉冲加载的拉伸和断裂实验测试。     

强脉冲载荷作用下端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法

为研究承受强脉冲载荷的端盖法兰结构的螺栓预紧力设计方法，利用实验室霍普金森杆平台，基于液压原理设计了一套实验装置，并结合数值模拟结果，对强脉冲载荷下端盖法兰结构的动态响应进行研究。通过研究发现:由预紧力和脉冲载荷引起的螺栓总拉伸应变随载荷峰值变化的曲线上存在最小极值点，并总结了最小极值点随载荷峰值、载荷脉宽的变化规律，为强脉冲载荷下法兰结构和预紧力设计提供了依据。     

脉冲激光技术在温密物质和动高压物理实验研究中的应用

综述了脉冲激光技术在温密物质和冲击波实验研究中应用的方法和意义,对建立温密物质状态和测量温密物质参数的各种方法进行比较。综述了国内外利用脉冲激光技术开展动高压物理实验研究的进展,介绍了测量超短脉冲激光引起的冲击波传播时间的新方法     

岩石断裂尺寸效应测试装置研制及实验研究

面向岩石断裂尺寸效应研究的实验装置需求,针对现有技术中三点弯曲装置对多组尺寸岩石试件适应性差、最小跨距的测试量程不足等问题,研制了一种可灵活用于岩石断裂尺寸效应测试的三点弯曲装置。装置采用“两体分离式”的设计,三种不同型号的滚子与压头体、支座体配合使用,有效避免了不同尺寸试件采用同一直径滚子测试带来的实验精度问题;同时,装置实现了4mm~100mm不同实验跨距的设置,可同时满足尺寸变化较大的多组试件开展断裂测试。借助该装置开展了页岩三点弯曲断裂尺寸效应测试,并利用ABAQUS软件进行了相关数值计算。获得了不同尺寸页岩试件的Ⅰ型表观断裂韧度、名义强度等断裂参数,结果显示:尺寸对页岩的Ⅰ型表观断裂韧度和名义强度有显著影响。实验计算值与Bazant提出的尺度律模型(SEL)对比,结果吻合良好,借助SEL曲线可对页岩的断裂强度进行有效预测,同时表明该装置具有实验高效、高精准性等优点。     

1GPa压力脉冲发生器的研究及锰铜压阻技术在低压宽脉冲测量中的应用

本文阐述了新研究的一种在甘油介质中可产生0～1 GPa 压力宽脉冲的加载装置,以及用于该装置测量的相应锰铜计测试系统。同时对锰铜计在1 GPa以下的压阻系数进行了动态标定。实验结果表明,所研制的装置可产生脉宽10微秒以内,压力脉值为0～1 GPa的脉冲,与理论设计基本相符。     

一种基于Hopkinson杆的冲量校准方法

在爆炸与冲击实验中,常利用冲击摆等实验装置间接测量载荷的瞬态冲量。但是针对该类装置的校准方法较少,因此难以确定实验装置的测量精度和可信度,对所获取冲量数据的分析处理带来了一定困难。文中通过测量Hopkinson杆中入射与反射脉冲的应力波形σ(t),得出该脉冲动量的变化量,并将该变化量作为标准值对现有冲量测试装置进行校正。根据这一原理建立了一套针对爆炸与冲击环境下冲量测试的校准系统。利用该系统对一种水平导轨方式的冲量测试装置展开校准实验,所得结果确定了该装置的测量精度和可信度,同时证实了该校准方法的可行性。     

电沉积方式对纳米晶钴镀层的结构和摩擦学性能影响研究

采用不同电沉积方式制备了不同结构和晶粒尺寸的纳米晶钴(Co)镀层.采用扫描电镜和X-射线衍射仪分别分析了镀层表面形貌、晶相结构与晶粒尺寸.采用MV-2T显微硬度计测试镀层的硬度.最后采用UMT-3M多功能摩擦磨损试验机对镀层的摩擦和磨损性能进行了评价,并用扫描电镜对其磨损表面进行了观察分析.结果表明:电沉积方式对制备的纳米Co镀层的晶相结构、晶粒尺寸、镀层形貌和摩擦磨损性能影响显著;采用双脉冲制备的纳米Co镀层具有最小的晶粒尺寸、最高的硬度及较好的耐磨性能;采用单双脉冲混合电镀制备的纳米Co镀层表面针孔孔洞直径最小,结构最致密,耐磨性能最好.这些研究结果说明可通过优化电沉积方式来提高镀层的结构致密性,改善其硬度和耐磨性能.     

混凝土SHPB束杆装置冲击实验的数值仿真

利用Ansys/Ls-dyna有限元软件模拟不同打击气压下混凝土SHPB束杆实验,对实验装置模型进行了简化;采用梯形应力脉冲载荷,模拟得到了实验中试件的应力-应变曲线。结果显示:模拟结果与实验结果吻合较好,验证了该方案的可行性;同时试样应力峰值随打击气压增大而增大。对不同幅值梯形应力脉冲加载下的SHPB束杆装置和单杆装置实验进行数值仿真,研究表明:束杆装置中试样应力峰值比单杆装置小一些;随应力脉冲载荷幅值增大,束杆装置中试样应力峰值增长速度要高于单杆装置。     

组件裂尖变形场的云纹显微倍增研究

将云纹干涉法与显微、倍增技术相结合，发展了一种位移场云纹条纹显微倍增方法．对该方法进行了严格的理论推导和精确的实验验证，并用该方法对热载下微电子模拟组件的层间裂纹尖端位移场和奇异性进行了实验研究     

Electromagnetic tomography (EMT): Theoretical analysis of the forward problem

ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＤｕｒｉｎｇｔｈｅｍｉｄ＿1 980’ｓ,ａｔｏｍｏｇｒａｐｈｉｃｉｍａｇｉｎｇｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓｕｉｔｅｄｔｏｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｐｒｏｃｅｓｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ,ＰｒｏｃｅｓｓＴｏｍｏｇｒａｐｈｙ[1],ｗａｓｒａｐｉｄｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｔｈｅＵＫ ,ＵＳＡ ,ｅｔｃ .ｗｉｔｈｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆＣＴｔｅｃｈｎｉｑｕｅｔｏｍｅｄｉｃａｌｄｉａｇｎｏｓｉｓ .Ｉｎｐａｒｔｉｃｕｌａｒ,ａｓａｎｅｗｍｅｍｂｅｒｗｉｔｈｉｎｔｈｅｆａｍｉｌｙｏｆｔｈｅ…     

Mode III fracture analysis by Trefftz boundary element method

This paper presents a hybrid Trefftz (HT) boundary element method (BEM) by using two indirect techniques for mode III fracture problems. Two Trefftz complete functions of Laplace equation for normal elements and a special purpose Trefftz function for crack elements are proposed in deriving the Galerkin and the collocation techniques of HT BEM. Then two auxiliary functions are introduced to improve the accuracy of the displacement field near the crack tips, and stress intensity factor (SIF) is evaluated by local crack elements as well. Furthermore, numerical examples are given, including comparisons of the present results with the analytical solution and the other numerical methods, to demonstrate the efficiency for different boundary conditions and to illustrate the convergence influenced by several parameters. It shows that HT BEM by using the Galerkin and the collocation techniques is effective for mode III fracture problems. The project supported by the National Natural Science Foundation of China(10472082). The English text was polished by Keren Wang.     

Inexact Newton method via Lanczos decomposed technique for solving box-constrained nonlinear systems

This paper proposes an inexact Newton method via the Lanczos decomposed technique for solving the box-constrained nonlinear systems. An iterative direction is obtained by solving an affine scaling quadratic model with the Lanczos decomposed technique. By using the interior backtracking line search technique, an acceptable trial step length is found along this direction. The global convergence and the fast local convergence rate of the proposed algorithm are established under some reasonable conditions. Furthermore, the results of the numerical experiments show the effectiveness of the pro- posed algorithm.     

Noise analysis for sensitivity-based structural damage detection

As vibration-based structural damage detection methods are easily affected by environmental noise, a new statistic-based noise analysis method is proposed together with the Monte Carlo technique to investigate the influence of experimental noise of modal data on sensitivity-based damage detection methods. Different from the commonly used random perturbation technique, the proposed technique is deduced directly by Moore-Penrose generalized inverse of the sensitivity matrix, which does not only make the analysis process more efficient but also can analyze the influence of noise on both frequencies and mode shapes for three commonly used sensitivity-based damage detection methods in a similar way. A one-story portal frame is adopted to evaluate the efficiency of the proposed noise analysis technique.     

Measurement of heat transfer coefficient and axial dispersion coefficient using temperature oscillations

A periodic transient test technique based on the axial dispersion model is proposed for the determination of both heat transfer coefficients and axial dispersion coefficients in heat exchangers. The model uses a parameter called the axial dispersive Peclet number to account for the deviation of the flow pattern from ideal plug flow. It takes both axial dispersion in the fluid and axial heat conduction in the wall into account and is solved analytically by means of a complex Fourier transform. Experiments conducted on dented copper tubes show that axial dispersion has a significant effect on the dynamic temperature response of a heat exchanger.     

A method of online damage identification for structures based on ambient vibration

IntroductionStructuralhealthmonitoringofbridgesandarchitectureshasbeenhighlyinteresting .Whensomebridgesarebuilt,thehealthmonitoringsystemsareinstalled ,whicharemadeupofmanysensors,suchaswindloadingsensors,stresssensorsandaccelerationsensors.Thesesensorscollectagreatdealofinformation .Howtheinformationisusedtoestimatethedamageofbridgestructureandanalyzethedurabilityofbridgestructureisasignificantresearchproblem .Existenceofstructuraldamageswithinstructuresleadstothechangesuchasthevibrationres…     

Analysis of the motion of a gyro-theodolite

With the method of analytical mechanics, this paper studies the motions of a gyrotheodolite under the action of (1) the torque of gravity only, (2) the torque applied by the band suspension, (3) the torque of the band suspension with air damping considered, the equations of motion are then established and their solutions are found. Furthermore, analysis of the law of motion and the behaviour of gyro-theodolite during the orientation is made.     

分子动力学模拟的主要技术

综述了分子动力学模拟技术的发展，介绍了分子动力学的基本 原理、有关的有限差分技术、势函数的发展、初始条件和边界条件的 选取、平衡态系综及其调控、感兴趣量的提取、分子动力学的特别用 途以及与其他计算方法的结合. 最后还指出了分子动力学模拟方法本 身进一步研究的方向.     

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在本摄动方法中,未扰方程或约简方程为原方程的线化方程,因此其初始近似就较好地接近真解．本方法具有直接展开法的优点,又可以避免出现长期项．