基于剪切修正GTN模型的金属弹性退化机理研究

许多金属材料在进行显微或宏观压入测试时,测得的弹性模量会随着压入深度的增大而不断降低.考虑到在压痕测试过程中金属材料并不产生明显的裂纹,这种性能退化应是由材料的损伤引起.然而,经典损伤理论认为以受压和受剪为主的压入变形不会引起材料软化和损伤.本文结合剪切变形下材料损伤的萌生和演化机理,对经典的GTN(Gurson-Tvergaard-Needleman)模型进行了修正,对压入测试进行了有限元模拟.模拟结果显示,材料在压入过程中的损伤是由现有空洞的扭曲变形和次级空洞的萌生共同引起,如果只考虑现有空洞变形则会低估材料在压入变形过程中的损伤演变.     

一种新型稳定平台伺服控制系统

深入研究了三自由度并串联混合机构稳定平台,设计了一个非线性自适应控制器。考虑到实际系统工作中存在摩擦、负载扰动和动力学参数误差,分离出动力学模型中的未建模动力学参数、摩擦力参数和负载扰动,建立了关于待辨识参数的线性动力学模型。运用Lyapunov方法设计了一个非线性自适应控制器。构建了并串联光电稳定平台伺服系统实验平台。分别将所设计的控制器与计算力矩控制器分别在高速和低速扰动情况进行了实验,实验表明所提出非线性自适应控制器在低速0.006(°)/s时,跟踪精度分别为滚转轴0.071°、俯仰轴0.064°、偏转轴0.038°,在20(°)/s高速状态下,跟踪精度分别为滚转轴0.045°、俯仰轴0.042°、偏转轴0.029°,其控制效果明显好于传统控制。     

基于近红外反射光谱的无损血糖分析

无损血糖监测是一种方便且无痛的血糖监测方法。目前,大部分的血糖检测方法都是有损的。提出了一种基于近红外反射光谱的无损血糖检测方法。近红外反射光谱是一种安全、简单并且有效的方法,被应用于很多领域。采用口服葡糖糖耐量试验来采集数据,用偏最小二乘回归方法来建模。使用市售血糖仪采指尖血作为参考值,同时用光谱仪提取手掌光谱,共取得42组样本。血糖浓度范围在5~12 mmol·L-1。采用留一法交叉验证,获得所有数据的交叉验证的均方根误差为1.16 mmol·L-1。通过归一化和无关变量消除的预处理方法来减少噪声并消除一些额外因素,优化的均方根误差为0.79 mmol·L-1。基于个人的数据进行建模,得到了远小于整体数据的结果：0.41 mmol·L-1。该方法在个人血糖检测的市场化方面有广阔的应用前景。     

紫外-可见光谱法研究二茂铁衍生物与血红素的相互作用

采用紫外-可见光谱法(UV-Vis)研究三种二茂铁衍生物[Fc(COOH)₂(λ_max=286 nm), Fc(OBt)₂(λ_max=305 nm), Fc(Cys)(λ_max=289 nm)]与血红素(heme, λ_max=386 nm)的相互作用。实验结果表明：当固定heme浓度时,heme的吸光度随着Fc(COOH)₂和Fc(Cys)浓度的增加而增大,而heme的吸光度随着Fc(OBt)₂的浓度的增加几乎没有增大;当分别固定Fc(COOH)₂, Fc(Cys)和Fc(OBt)₂的浓度时,Fc(COOH)₂和Fc(Cys)的吸光度随着heme浓度的增加而增大,而Fc(OBt)₂的吸光度随着heme浓度的增加没有变化,说明Fc(COOH)₂和Fc(Cys)与heme存在分子间的相互作用,主要是由于Fc(COOH)₂和 Fc(Cys)与heme能形成氢键,分子链增长,吸收的能量增加,导致吸光度增大;而Fc(OBt)₂与heme没有分子间的相互作用,是由于Fc(OBt)₂没有自由的氢,不能与heme形成分子间的氢键。同时考察了三种二茂铁衍生物与heme 的吸光度随时间的变化,Fc(COOH)₂和 Fc(Cys)与heme的吸光度随着时间的增加而减少,而Fc(OBt)₂与heme的吸光度随时间的变化几乎没有变化。Fc(COOH)₂与Fc(Cys)和heme的反应时间为0.5,18和48 h,当固定Fc(COOH)₂浓度时,在λ_max=384 nm处的吸光度由2.64分别变为2.53和2.51;当固定heme的浓度时,在λ_max=384 nm处的吸光度由1.76分别变为1.72和1.68;当固定Fc(Cys)浓度时,在λ_max=397 nm处的吸光度由2.74分别变为2.63和2.55;当固定heme的浓度时,在λ_max=397 nm处的吸光度由1.82分别变为1.58和1.49。     

Ph-ATP@PANI复合材料的制备及防腐性能研究

以苯基-三乙氧基硅烷改性纳米凹凸棒石(Ph-ATP)为载体, 通过原位聚合制备了Ph- ATP@PANI纳米复合材料, 通过红外光谱(FTIR)、热重分析(TGA)、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)等表征了复合材料的微观结构和形貌. 以Ph-ATP@PANI纳米复合材料为填料制备了Ph-ATP@PANI/环氧树脂防腐涂层, 用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线(Tafel)以及盐雾试验分析了涂层的防腐性能. 测试结果表明, 相比纯PANI, Ph-ATP@PANI复合材料中PANI的红外特征吸收峰蓝移、热分解温度降低, Ph-ATP@PANI粒子在环氧树脂涂层中的分散性增强, 涂层的防腐蚀性能显著提升.     

含有S,S-二氧-二苯并噻吩和芴酮单元的白光电致发光聚合物的合成与性能

通过Suzuki缩聚反应将发橙红光的2,7-二(2-噻吩基)-9-芴酮(DFT)引入聚芴主链,实现了两元光单分子聚合物白光发射,该聚合物作为发光层的电致发光器件ITO/PEDOT:PSS/PVK/发光层/CsF/Al的最大流明效率为1.0cd/A,色坐标为(0.41,0.36)。再将S,S-二氧-二苯并噻吩(SO)引入聚合物主链中,其电致发光器件的最大流明效率为3.5cd/A,色坐标为(0.34,0.32);此白光器件表现出优异的光谱稳定性。通过将DFT和SO单元引入聚芴主链,可获得有望应用于固态发光与显示的白光电致发光材料。更多还原     

最小比特相空间混沌扩频序列及其测度

混沌信号检测是混沌扩频通信系统同步和系统辨识的主要问题。首先基于混沌信号的最小相空间(MPSV)特性,构建了一种新的混沌扩频序列线性映射生成方法;进而提出了一种最小比特相空间(MBPSV)测度。引入数字调制、信道的记忆非线性失真和高斯加性噪声,计算了混沌扩频接收机中频信号的MBPSV测度。对比分析了3种形式MBPSV测度检测接收信号的有效性和鲁棒性。结果表明:乘积项累加形式在低信噪比下优于扩展向量累加与直接累加;数字调制与非线性失真对测度干扰趋于零;可用于混沌通信信号检测与系统辨识。     

小波变换基线扣除对激光诱导等离子体温度计算的改善

温度是激光诱导等离子体特性研究最重要的参数之一,为降低光谱连续背景对Boltzmann平面法计算等离子体温度的精密度的影响,利用小波变换对等离子体光谱进行分解,并采用软阈值法对代表光谱基线的低频信号进行扣除。选择合适的小波分解层数L及阈值系数α能有效提高Boltzmann图的线性相关度,即有更高的拟合系数R2,从而提高等离子体温度的计算精密度。对低合金钢样品417～445 nm波段LIBS光谱采用db4小波函数进行分解、基线扣除和信号重构,选用12条Fe原子谱线建立Boltzmann图,由Boltzmann图拟合直线的斜率计算得到等离子体温度。对L和α系数进行了优化选择,研究发现,采用8层小波分解时Boltzmann图具有较高的R2,而α的选择与时延t_d有关,t_d≤4.0 μs时,α=0.3可获得最佳R2值,之后随t_d的增大,α逐渐减小; 在t_d≥6.5 μs后,α=0,即光谱低频信号被完全扣除,说明基线对光谱特征谱线的干扰随时延的增加逐渐减弱。基线扣除后各时延的等离子体温度降低约2 000～3 000 K,温度随时延的增加逐渐降低,与等离子体膨胀过程中温度逐渐下降的物理过程相吻合,且变化过程中的波动变小。     

磁化套筒惯性聚变典型物理过程及特征参量

磁化套筒惯性聚变(MagLIF)结合了传统磁约束聚变(MCF)与惯性约束聚变(ICF)的优势,理论上在有限的驱动能力下可以有效降低聚变实现的难度,具有极大的应用潜力。基于一维集成化物理模型编写了数值模拟程序,以ZR装置典型驱动能力27 MA为出发点,以时间演化为顺序,通过数值模拟系统性地总结分析了典型负载参数下MagLIF构型初始化、加速内爆及迟滞3个关键过程中重要特征参量的分布及演化情况。数值模拟结果有助于理解MagLIF构型从预加热经由燃料压缩到最终发生聚变这一快速而复杂的过程,从而为建立相应的物理图像和认知提供了重要支撑,与传统ICF典型参数的对比也体现了该构型的优势所在,为后续研究奠定了基础。     

Ni3Fe的有序化和反相畴界的FIM-AP研究

实验用场离子显微镜(FIM)和原子探针(AP)研究了Ni₃Fe的有序化和反相畴界(APB)。结果表明Ni₃Fe的有序转变虽属均匀有序转变,但转变过程并不是真的“均匀”。FIM照片和AP台阶图都证实了{200}晶面上保守反相畴界和NiNi型、FeNi型非保守反相畴界的存在。论文用Morse势估算了{200}晶面上APB的能量。计算表明,平行非保守APB对的能量低于保守APB的能量。