清华大学破坏力学教育部重点实验室研究工作进展(2005-2008年)

国家教委于1993年12月批准成立破坏力学开放研究实验室(failure mechanics laboratory, FML),挂靠在清华大学工程力学系,1999年正式命名为破坏力学教育部重点实验室.自1994年以来,在教育部和清华大学的领导与支持下,作为重点学科固体力学中的骨干研究基地,FML在科研上承担了众多国家重点科技攻关项目、"973"和"863"项目以及国家自然科学基金重大、重点和面上项目,取得了多项国家和部委级的科技成果奖和人才奖,在科研和人才两方面取得了显著的成绩.     

金沙江某水电站上下坝址岩体卸荷差异研究

油水乳化渗流是三元复合驱和热力采油过程中常见的现象,地层介质的微观 孔隙结构特征对乳状液流动有着重要影响. 现有描述乳状液渗流的理论模型都属于确定性方 法,只能反映出介质孔隙结构的体积平均效果. 当介质内部微观非均质性相比其尺寸不能被 忽略时,采用确定性方法描述会与实验结果存在偏差. 基于连续时间随机游走理论建立 了描述乳状液渗流的随机理论模型. 该模型引入反映液滴微观运动特征的跃迁时间和跃迁位 移两个概率分布函数来反映多孔介质微观非均质特征. 研究结果表明该模型能很好地刻画 实验曲线中出现的与介质尺度相关的拖尾现象,可作为更一般的过滤模型.     

一类含三势阱Mathieu-Duffing振子的相对转动系统的分岔和混沌

建立了一类具有三势阱Mathieu-Duffing振子的两质量相对转动系统的非线性动力学方程.应用多尺度法和奇异性理论分析该系统在非自治情况下的余维3分岔特性.利用Melnikov方法获得系统在Smale马蹄意义下混沌的阈值.最后通过数值仿真,研究了系统的混沌行为和安全盆分岔,得到安全盆被侵蚀的过程与系统通向混沌的过程之间密切联系.     

一种强容侵能力的无线传感器网络无标度拓扑模型研究

针对无线传感器网络无标度拓扑容侵能力差的问题,本文借助节点批量到达的Poisson网络模型,提出了一种具有容侵优化特性的无标度拓扑模型,并在构建拓扑时引入剩余能量调节因子和节点度调节因子,得到了一种幂率指数可以在(1,+∞)调节的无标度拓扑结构,并通过网络结构熵优化幂率指数,得出了具有强容侵特性的幂律指数值.实验结果表明:新的拓扑保持了无标度网络的强容错性,增强了无标度网络的容侵性,并具有较好的节能优势.     

基于条纹反射的光学表面疵病检测法

提出一种基于条纹反射的光学表面疵病检测方法,检测系统由液晶显示屏、CCD相机和计算机组成.检测时在显示屏上分别显示水平和垂直两个方向正交的正弦性条纹,用CCD相机记录经被测表面反射的正弦条纹像,通过相移技术得到两个方向正交的相位分布和对比度分布,通过对比度分布确定被测表面的疵病位置.被测面表面面形相关信息包含在相位分布中,其表面疵病细节信息包含在局部微观相位分布之中.对相位分布进行多项式拟合后相减得到疵病引起的微观相位分布,计算得到表面疵病的梯度分布,积分得其高度分布.实验验证了该方法的可行性.     

三波长分光光度法测定葡萄籽中总黄酮含量

采用三波长分光光度法测定了葡萄籽中的总黄酮含量,方法有效地消除了吸收峰不对称及干扰组分对定量分析造成的影响。该法分别采用芦丁和原花青素两种物质为标准进行测定,以芦丁为标准测定的线性范围为0～10.8μg/mL,回收率为96.7%～110.0%,相对标准偏差小于3.8%;以原花青素为标准测定的线性范围为0～3.0μg/mL,方法的回收率为93.3%～104.0%,相对标准偏差小于2.4%。两种物质作为标准物质对测定结果无显著差异。     

高熵合金辐照硬化与力学性能研究

高熵合金由于多主元元素混合引起高熵结构效应,使其具有优异的物理、力学和化学特性,如高强度、高耐磨性、耐蚀性、热稳定性、优异的抗辐照性能等。然而,辐照诱发高熵合金材料的硬化行为和力学性能预测仍缺少相关研究,严重地限制了对其长期服役后材料性能的评估。基于晶体塑性理论结合实验结果,研究了空洞形状依赖的硬化行为、位错环诱发的硬化行为以及氧化物弥散增强的高熵合金力学性能。研究发现,考虑多面体空洞与位错的概率依赖的空间交互作用,能够更加准确地预测辐照金属的屈服应力;晶格畸变对屈服强度,有着重要的贡献;氧化物弥散相对位错运动起强烈钉扎的作用,从而对强度产生影响,直接决定抗辐照性能。高熵合金作为一种具有综合优异力学性能的新型结构材料,在先进核能系统中有望被广泛应用,比如核反应堆的核燃料包壳管。     

在非离子表面活性剂存在下用3,5-diCl-PADAP光度法测定痕量汞

应用吡啶偶氮类显色剂测定痕量汞,虽然已有报道但不多。本文研究了用2-[(3,5-二氯-2-吡啶)偶氨]-5-二乙氨基酚(简称3,5-diCl-PADAP)测定汞的适宜条件。试验表明,在OP存在及pH9.3的条件下,汞与显色剂形成1:2的紫红色配合物。配合物的最大吸收波长为570nm,表观摩尔吸光系数为1.06×10~5,汞浓度在0～25μg/25ml范围内遵守比尔定律。采用巯基棉分离,可有效地提高方法的选择性。所拟方法简单,快速,灵敏度高,选择     

X射线荧光光谱分析中的基体稀释法及其在植物样品分析中的应用

为了测定植物试样中的痕量金属元素,本文讨论了X射线荧光光谱分析中基体稀释法的基本原理,并根据这一原理提出了确定最佳稀释范围的理论原则及标准样品配制方法。     

芦丁在多壁碳纳米管修饰碳糊电极上的电化学行为及其与DNA的相互作用

采用循环伏安法、微分脉冲伏安法研究了芦丁在多壁碳纳米管修饰碳糊电极(MWCNTs/CPE)上的电化学行为。实验发现,在pH=3.21的Na_2HPO_4-柠檬酸缓冲溶液中,芦丁在0.508V和0.438V产生一对明显的氧化还原峰,氧化峰电流与芦丁浓度在5.0×10~(-7)~2.0×10~(-4) mol/L内呈良好线性关系,检出限为2.0×10~(-7) mol/L。进一步的研究发现芦丁在修饰电极上的反应是受吸附控制的2质子、2电子反应过程;当DNA加入到芦丁溶液后,引起芦丁电化学信号逐渐降低,峰电位逐渐正移,表明两者是通过嵌插作用相结合。