超磁致伸缩材料的擦除特性和同余特性实验研究

超磁致伸缩材料在力磁耦合作用下具有复杂的迟滞响应。Preisach模型可有效描述物理过程中的滞后现象,它具有两个重要特性,即擦除特性和同余特性。擦除特性是指输入局部极大值擦除了加载过程中小于该值的所有极大值,或输入局部极小值擦除了加载过程中大于该值的所有极小值,同时,与这些历史极值相应的加载历史也被擦除,不再影响之后的输出。同余特性是指输入极大值与极小值相同的所有闭合曲线一致。本文通过实验系统地研究了超磁致伸缩材料在多轴力磁耦合场作用下的磁致伸缩曲线、磁滞回线和应力应变的迟滞行为,发现其在力磁耦合下的非线性滞后行为具有擦除特性和同余特性。这满足了Preisach模型描述滞后现象的两个基本要求,验证了利用Preisach模型描述超磁致伸缩材料迟滞行为的可行性,为超磁致伸缩材料的非线性理论和器件设计提供了依据。     

超轻多孔金属材料的多功能特性及应用

超轻多孔金属是近年来随着多样化需求的材料制备以及机械加工技术的迅速发展而出现的一类新颖多功能材料, 是材料的选择及其性能研究的新课题. 本文介绍有关多孔金属材料与结构基础研究的国内外研究现状和发展趋势, 涉及材料制备、性能表征等方面, 着重于探讨多孔金属的多功能复合特性及其在国民经济和高技术中的应用.      

材料学科的迅速发展对固体力学提出的挑战－中国科协青年科学家第96次论坛会议简介

2005年5月21日～23日,“青年科学家论坛”第96次活动在湖南湘潭盘龙山庄举行,包括3名院士、20名“长江学者”特聘教授或者国家杰出青年基金获得者等共39名青年科学家和政府官员共同探讨“材料学科的迅速发展对固体力学提出的挑战”．本次论坛由中国科协主办、中国力学学会和湘潭大学共同承办,执行主席由清华大学方岱宁教授、同济大学仲政教授和湘潭大学周益春教授共同担任．中国科学院白以龙院士,哈尔滨工业大学杜善义院士、     

现代科技发展对实验力学带来的挑战和机遇--中国科协青年科学家第75次论坛会议简介

由清华大学、东南大学、天津大学、国防科技大学共同发起和中国科协主办的第75次青年科学家论坛(现代科技发展对实验力学带来的挑战和机遇)于2003年8月4日至5日在北京中国科学会堂召开.来自全国各科研院所、大专院校力学、材料、物理、化学、生物等学科的25名青年科学家参加了此次活动.中国科协李慧政处长为本次活动的致欢迎词,中国科协书记处书记冯长根教授、中国科协常委、中国力学学会副理事长杨卫教授、科协学术部主任马阳教授、中科院力学所白以龙院士、清华大学温诗铸院士、戴福隆教授、以及国家自然科学基金委数理学部力学处孟庆国处长出     

高温下C/SiC复合材料弯曲断裂性能实时测试和微观结构表征分析

采用先驱体浸渍裂解法制备三维编织的C/SiC复合材料,利用自主研发的高温散斑制作技术和改进的三维变形光学测试系统,基于数字图像相关技术测试原理,在高温小尺度下实时表征分析C/SiC复合材料的力学性能。运用X射线衍射和扫描电子显微镜测试分析了材料高温氧化情况、显微组织结构及裂纹扩展情况。研究表明:温度对C/SiC复合材料的性能有很大的影响。随着温度的升高,材料由脆性断裂逐渐转变为韧性断裂;材料的断裂韧性由7.98±0.12MPa·m~(1/2)减小到2.76±0.11MPa·m~(1/2),断裂强度从251.40±2.71MPa减小到86.94±1.82MPa。本文为掌握C/SiC复合材料的高温失效机理提供了一种有效的实验测试技术和方法。     

大型薄壁贮箱焊接区等应力优化设计

在内压载荷作用下,大型薄壁贮箱结构圆筒壳与半球壳的变形不协调,导致焊接区有较大弯曲应力,然而采用传统方法难以实现等应力设计.从应力传递的角度来说,消除弯曲应力,就是实现整个截面均匀传力.基于此,本文首先对传统方法设计出的薄壁贮箱焊接区进行有限元分析,获得应力分布规律,发现焊缝附近横向应力的传力路径在焊接区附近完成了从内壁向外壁的改变;然后基于控制传力路径的思想,在焊接区两侧的过渡环和圆筒壳厚区构造削弱槽,以实现焊接区均匀传力;最后采用非支配排序遗传算法进行参数优化,在焊接区获得了较均匀的应力分布.与传统设计方案相比,本文优化设计后的应力梯度降低了80%,应力峰值降低了40%.     

单壁碳纳米管力学行为的数字散斑相关法实验研究

通过直接单向拉伸超长单壁碳纳米管束长绳,首次借助高精度数字散斑相关法,并结合显维放大技术,测量了单壁碳纳米管的弹性模量和拉伸强度。试验中观察了单壁碳纳米管束长绳的断裂过程。单壁碳纳米管束长绳通过改进的化学气相沉积技术生成。试验得到单壁碳纳米管的平均杨氏模量为129.0±70.3GPa,平均拉伸强度为1.95±0.56GPa,低于计算值和先前其它文献的试验值。     

Existence of Shear Horizontal Surface Waves in a Magneto-Electro-Elastic Material

The existence of shear horizontal surface waves in a magneto-electro-elastic （MEE） half-space with hexagonal （6mm） symmetry is investigated. The surface of the MEE half-space is mechanically free, but subjected to four types of electromagnetic boundary conditions. These boundary conditions are electrically open/magnetically closed, electrically open/magnetically open, electrically closed/magnetically open and electrically closed/magnetically dosed. It is shown that except for the electrically open/magnetically closed condition, the three other sets of electromagnetic boundary conditions allow the propagation of shear horizontal surface waves.     

数字纳米云纹法的实验研究

提出了一种新的测量物质纳米级变形的云纹方法———数字纳米云纹法,在测量过程中,借助于各种电镜,采用具有周期结构的晶体物质的晶格或一些过渡金属、贵金属材料规则的表面原子重构作为试件栅。该试件栅的节距可达到亚纳米的量级,使得该方法可以在纳观范围内测量物体的面内位移,应变。参考栅采用计算机绘制的正弦型数字栅。详细地论述了该数字栅的制作方法,数字纳米云纹条纹的形成机理,及位移、应变的测量方法,云纹条纹的相移方法和倍增方法。