Simulation for surface self-nanocrystallization under shot peening

Driven by high frequency and multi-directional shot peens, dislocations of various orientations proliferate into the metal, and accumulate in high density in the surface layer of a shallow depth. Migration, generation and annihilation of dislocations dictate the evolution of mobile dislocation density. Simulation for the experiment of pure iron under repeated shot peen flux of 800 times per square millimeter is carried out, and a dislocation density up to 2.17×10¹¹ mm⁻² is achieved. Dislocations of such density in the surface layer are shown to be capable of forming nano-grains whose size is about 10 nm. Molecular dynamics simulation verifies the formation of nano-grained metals at such dislocation density level. The dislocations are first regrouped to form subcrystallites, then combined to form stable nanocrystallized grains after sufficiently long time of relaxation. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (10121202)     

粘塑性损伤模型模拟准超塑性单轴拉伸行为

发展了Chaboche粘塑性本构模型的大变形隐式算法，用损伤(DM)和无损伤(NDM)模型模拟准超塑性单轴拉伸。发现变形过程可分为三个阶段：均匀变形、颈缩发展、断裂破坏阶段。DM可准确模拟前两个阶段变形，NDM只能较好地模拟均匀变形阶段，表明DM可以较精确地描述稳定发展的动态过程。由于有限元方法只能描述连续介质，因此对于断裂破坏阶段，NDM模拟载荷大于试验结果，DM的载荷小于试验结果，这是由高应变速率敏感性造成。DM能够描述试验中出现地多处颈缩现象，局部应变速率分布随时间演化反映了颈缩发展程度。严重颈缩部位的距离代表着超塑性变形能力，距离越大，抗颈缩能力越好。     

RESEARCH ON METHOD TO CALCULATE VELOCITIES OF SOLID PHASE AND LIQUID PHASE IN DEBRIS FLOW

Velocities of solid phase and liquid phase in debris flow are one key problem to research on impact and abrasion mechanism of banks and control structures under action of debris flow. Debris flow was simplified as two-phase liquid composed of solid phase with the same diameter particles and liquid phase with the same mechanical features. Assume debris flow was one-dimension two-phase liquid moving to one direction, then general equations of velocities of solid phase and liquid phase were founded in two-phase theory. Methods to calculate average pressures, volume forces and surface forces of debris flow control volume were established. Specially, surface forces were ascertained using Bingham's rheology equation of liquid phase and Bagnold's testing results about interaction between particles of solid phase. Proportional coefficient of velocities between liquid phase and solid phase was put forward, meanwhile, divergent coefficient between theoretical velocity and real velocity of solid phase was provided too. To state succinctly before, method to calculate velocities of solid phase and liquid phase was obtained through solution to general equations. The method is suitable for both viscous debris flow and thin debris flow. Additionally, velocities every phase can be identified through analyzing deposits in-situ after occurring of debris flow. It is obvious from engineering case the result in the method is consistent to that in real-time field observation.     

温升速率对高温应变计性能的影响

本文介绍了高温应变计在温度变化下热输出特性变化的理论公式,用实验方法测定了应变计敏感栅和试件表面温度之间的温差,找出了用两种不同胶粘剂(无机胶粘剂u_(529),及有机胶粘剂 J06—2)粘贴的应变计在试件正面加热与反面加热条件下,热输出的变化规律.     

基于隧道效应的微机械角速率传感器

提出了一种基于隧道效应的微机械角速率传感器的设计方案,还针对隧穿检测和电容检测进行了比较。并指出基于隧道效应的微机械角速率传感器将极大提高传感器的灵敏度。     

超声波辐照和臭氧氧化协同降解废水中的结晶紫

采用超声波辐照、臭氧氧化以及超声波辐照-臭氧氧化降解废水中的结晶紫;考察了废水初始pH、超声波功率和频率、氧气流量、反应温度等因素对降解效率的影响.结果表明:超声波和臭氧对结晶紫的降解具有协同作用;当废水溶液初始质量浓度为200mg.L-1、pH为10.0时,控制超声波功率和频率分别为100 W和30kHz,氧气流量为0.4L.min-1,反应温度为25℃,反应时间为90 min,则总有机碳(TOC)的去除率可达89.2%,相应的一级反应速率常数为2.38×10-2min-1.     

无标记增强型检测Hg2+的荧光DNA传感器

基于Hg2+与T–T错配碱基对能特异性结合形成T-Hg2+-T结构以及结晶紫(CV)与单、双链DNA作用后荧光信号的差异,构建了一种荧光增强型检测Hg2+的DNA生物传感器。实验考察了不同序列DNA及溶液的pH、DNA与CV浓度比、稳定时间等因素对灵敏度的影响。在优化的条件下体系荧光效率和Hg2+浓度在2～40 nmol/L范围内呈良好的线性关系,检出限为0.7 nmol/L。并且高浓度的Ca2+,Mg2+等常见金属离子对Hg2+的检测没有干扰。方法为重金属Hg2+的检测提供了一个较好的荧光分析方法。     

高氯酸锂对PEO结晶结构和结晶行为的影响

利用配备热台的偏光显微镜(POM)、红外光谱仪(FTIR)和示差扫描量热器(DSC)等实验方法研究了高氯酸锂(LiClO4)与聚氧化乙烯(PEO)之间的络合作用对PEO结晶行为和结晶形态的影响.DSC测试结果表明在LiClO4/PEO二元共混体系中,PEO的熔融温度、结晶温度随着锂盐含量的增加出现先增加后降低的现象;而结晶度则是先不变后降低.FTIR结果表明LiClO4影响聚合物结晶性能的原因是Li+能和PEO中的醚基的络合作用.POM观察结果发现LiClO4/PEO共混体系中存在聚合物的球晶,共混体系中聚合物的球晶生长速率都随着结晶温度的升高而下降,并且球晶生长速率还随着体系中随LiClO4含量的增加而减小.     

基于模型建构促进学生“化学反应速率”认识发展的教学研究

基于对“化学反应速率”已有教学研究和对“化学反应速率”概念本体的分析,提出了基于模型建构的“化学反应速率”的教学策略,构建了“化学反应速率”的认识模型及不同教学阶段的层级发展模型,并深入分析了“化学反应速率”对促进学生认识发展的功能价值.在理论分析和探讨的基础上,运用设计性研究和对比性教学实验进行了教学设计及实施研究,通过问卷调查、学生访谈等方法对教学效果进行了检验,总结出本研究的结论和启示.     

麦克斯韦速率分布的特色推导方法

大学物理教学的一个基本点是培养学生的空间想象力.麦克斯韦速率分布律是气体分子运动论的中心内容,是大学物理气体运动理论中讲授的一个难点,其公式抽象、繁难,学生不易理解.本文根据速度空间概念,给出速度球的表面积相当于气体分子微观状态数的观点,利用拉郎格日函数,推导理想气体平衡态下气体分子的速率分布函数.这种推导方法相对比较简单、易学,便于学生理解和培养学生的空间想象力.