PZT-4紧凑拉伸试样的断裂分析

基于线性压电材料的复势理论,通过解析分析,导出了一种分析有限压电板裂纹问题的解析数值方法. 首先,计算了含中心裂纹有限板的断裂参数,与Woo和Wang的解析数值法(Int J Fract, 1993, 62: 203$\sim$218)相比较,表明该方法具有很高的精度和很好的计算效率. 随后,采用该方法和有限元法计算了PZT-4紧凑拉伸试样在绝缘裂纹面边界条件下断裂时的断裂参数,发现各断裂参数的临界值分散性很大,不能作为压电材料的单参数断裂准则. 进而,针对试样真实的裂隙形状,采用有限元法计算了裂隙尖端的应力、电位移场,比较了裂隙内介质的介电性能对裂隙尖端场的影响,计算了带微裂纹的真实裂隙模型的断裂参数并进行了理论分析.      

Conservation integrals and determination of HRR singularity fields

The angular distribution functions of HRR singularity fields are analyzed via conservation integrals. Two functional equations are proved for the angular distribution functions and can be used for their solutions. The detailed forms of the functional equations and the final governing equations for solutions are given for the cases of plane strain and plane stress. Accurate numerical results are also given for some typical parameters and the equivalence of different governing equations is proved.     

平面应力断裂力学

薄板、薄壳和各种型式的薄壁结构是工程实际中广泛采用的承载结构。这种结构表面裂纹及穿透裂纹的断裂分析是个相当复杂的问题。平面应力断裂力学主要解决穿透裂纹的断裂分析。因为薄板、薄壳的壁很薄,板厚(壳厚)相对于其他尺寸小一个至几个数量级。而前后板面是不受力的自由表面。因此,所有与板面平行的面元都可以近似看作不受应力作用。如图1所示,相当于z方向应力σ_z、τ_(xy)、τ_(yz)近似为零。也就是说,      

基于DMD的光学衍射实验教学

研究各种形状衍射屏的衍射特性,有利于加强学生对光学衍射基本理论的理解.为此,开发了基于数字微镜阵列器件(Digital micromirror device, DMD)空间光调制器的新型光学衍射实验系统.采用DMD替代传统的加工衍射元件,用Paint, AutoCAD和Matlab等绘图软件生成单缝、多缝以及复杂形状的图形,并加载到DMD,以作为可擦写的数字化衍射屏.当准直激光均匀照射数字衍射屏并通过透镜,CMOS相机可在透镜后焦面实时观察各衍射屏的远场衍射图像,进而对夫琅禾费衍射特性进行观测和分析.该新型实验系统能够完成单缝、多缝衍射实验,并拓展至任意形状衍射屏的衍射实验.     

非线性二维Volterra积分方程的一个高阶数值格式

对非线性二维Volterra积分方程构造了一个高阶数值格式.block-byblock方法对积分方程来说是一个非常常见的方法,借助经典block-by-block方法的思想,构造了一个所谓的修正block-by-block方法.该方法的优点在于除u(x_1,y),u(x_2,y),u(x,y_1)和u(x,y_2)外,其余的未知量不需要耦合求解,且保存了block-by-block方法好的收敛性.并对此格式的收敛性进行了严格的分析,证明了数值解逼近精确解的阶数是4阶。     

压电材料裂纹顶端条状电饱和区模型的力学分析

在线性压电本构方程框架下,对裂纹顶端条状电饱和区模型进行了严格的数学分析．完整地考虑了各向异性力电耦合效应．建立了电饱和区尺寸与外加电场的依赖关系．证实了当裂纹垂直极化轴时,压电材料的断裂应力随着外加正电场的增加而减小,随着外加负电场的增加而增加．当裂纹平行于极化轴时,与极化轴平行的外加电场对断裂应力无影响     

考虑压头曲率半径的J2形变理论压痕有限元分析

采用经典J2形变理论,在考虑压头曲率半径的前提下,针对几组微压痕实验进行了有限元数值模拟,给出理论计算结果并与实验进行了系统比较．结果发现考虑了压头曲率半径后的经典J2形变理论得到的整段计算曲线不能和实验曲线吻合,可以推理出即使考虑压头曲率半径的的影响,经典J2形变理论也不能很好地解释实验现象．     

小周期复合材料热传导问题的双尺度渐近展开及收敛性分析

利用双尺度渐近展开和均匀化思想讨论了小周期复合材料的热传导问题,得到了具有高阶震荡系数的抛物型方程的渐近展开式,并证明了当Ω为R~2中的光滑的区域时渐近展开式在空间L~2(0,T;H~1(Ω))中具有较好的收敛性.     

Deformation Twinning in Nanocrystalline Ni during Cryogenic Rolling

Deformation twinning is evidenced by transmission electron microscopy examinations in electrodeposited nanocrystalline （nc） Ni with mean grain size 25nm upon cryogenic rolling. Two twinning mechanisms are confirmed to operate in nc grains, i.e. heterogeneous formation via emission of partial dislocations from the grain boundary and homogeneous nucleation through dynamic overlapping of stacking faults, with the former being determined as the most proficient. Deformation twinning in nc Ni may be well interpreted in terms of molecular dynamics simulation based on generalized planar fault energy curves.     

富勒烯[60]膦酸酯衍生物纳米颗粒水悬液的制备与自由基清除活性

自由基清除是富勒烯及其衍生物的一种重要特性. 首次制备了1种二加成亚甲基富勒烯[60]膦酸酯衍生物(bis-methanophosphonate [60]fullerene, BMPF)的纳米颗粒水悬液(n-BMPF), 并采用邻苯三酚自氧化法结合分光光度法, 测定了n-BMPF对超氧阴离子自由基的清除作用. 结果显示, 制备的n-BMPF溶液较稳定, 适合生物学实验. 同时, 它表现出很强的清除超氧阴离子自由基的能力, 并具有浓度依赖性. 当n-BMPF的终浓度为12 μmol/L时, 其对超氧阴离子自由基的清除率达到91.96%. n-BMPF的活性远大于已报道具有自由基清除作用的水溶性富勒烯衍生物富勒醇. 这些数据表明n-BMPF可能作为一种新型高效的自由基清除剂, 在生物医学领域具有潜在的应用价值.