基于DIC的爆炸加载下脆性材料裂纹扩展规律的试验研究

通过数字图像相关法（DIC），应用PMMA对爆炸加载条件下脆性材料的裂纹扩展规律进行了试验研究。基于对称性试验模型，实现了裂纹尖端位置和应变场信息的同步记录。以此为基础，通过对比分析获知，主应变场应变值最大点不能作为裂纹尖端的判断依据。并以动态裂纹扩展速度为参量，应用断裂动力学和最小二乘牛顿迭代法，计算出了考虑惯性效应的Ⅰ-Ⅱ混合型裂纹的应力强度因子:K_Ⅰ和K_Ⅱ值会随着裂纹扩展方向改变而发生突变；K_Ⅰ最大值为2.63 MPa·m1/2，最小值为0.89 MPa·m1/2；其整体变化趋势表明，爆炸加载条件下脆性材料裂纹扩展随能量积聚和释放呈循环阶梯式递减发展。     

零折射率材料平板的透射特性研究

零折射率材料是近几年发展起来的一种新型超构材料.它性质奇特,应用广泛,不仅活跃在科研前沿,也很值得推介到物理课堂.本文从经典电动力学出发,理论分析并数值模拟了零折射率材料内部电场、磁场的分布特性,以及零折射率材料平板的电磁透射特性.结果表明:对于双零折射率材料的平板,在与空气阻抗匹配的条件下,其透过率不随平板厚度的变化而变化,大小始终保持为1;而单零折射率材料的平板的透过率随着平板厚度的增加而减小.文章进一步分析了产生这两种特殊透射特性的原因.研究结果对于理解零折射率材料的特性以及设计零折射率材料的功能器件有很好的指导意义和参考价值.     

煤炭矿区植被冠层光谱土地复垦敏感性分析

煤矿区土地复垦及复垦监测工作，对于我国土地利用和生态环境治理具有重要意义。微生物复垦技术能够促进植物吸收利用矿质养分和水分，增强土壤肥力，对矿区生态恢复具有显著作用。监测和评价土地复垦效应对植物生长影响的传统方法，通常采用野外采集植物和土壤样本并进行室内分析，但这些方法不仅破坏植物根系原状土壤，造成植株损伤，而且耗费人力、物力，时效性差。高光谱遥感技术具有数据获取速度快、信息量大、精度高且无须离体破坏植株等优点，对于土地复垦监测有非常大的潜力。目前，土地复垦效应遥感监测相关研究仍以观测盆栽大豆、玉米等作物的叶片光谱分析为主。实际上，卫星遥感数据观测到的是冠层光谱，并非叶片光谱，但目前还没有通过植被冠层光谱对矿区土地复垦进行监测的研究成果出现。植被冠层光谱不仅受到叶片光谱的影响，还受到植株长势、下垫面等其他因素的影响，光谱特征变化更为复杂。矿区植被冠层光谱特征对于土地复垦效应的敏感度分析，是对矿区植被理化参量进行定量反演的基础，也是限制高光谱技术应用于大面积土地复垦监测的主要瓶颈。于煤炭矿区土地复垦实验基地开展野外冠层光谱观测实验，获取了接菌组和对照组野外植株冠层光谱数据，并从光谱波形变化和光谱特征参量变化两方面综合分析了植被冠层光谱对土地复垦的敏感性。冠层光谱波形方面，分别采用标准差和光谱敏感度作为组内和组间光谱波形差异的有效指标；冠层光谱特征参量方面，选取了植被红边、黄边、蓝边、绿峰、红谷等典型光谱特征，计算获取其位置、斜率、面积等特征参量，并通过描述性统计和单因素方差分析研究了这些冠层光谱特征参量对土地复垦效应的敏感性，挑选出矿区土地复垦监测的有效特征参量。研究表明，接菌组和对照组冠层光谱的主要波形变化趋势一致，但接菌组植株的生长状况更稳定，不同植株之间差异较小，且绿峰和红谷两个特征更突出。这说明土地复垦能够减少植株间冠层光谱差异，增强植被典型光谱特征，而绿峰和红谷对土地复垦有较高的光谱敏感度。光谱特征参量方面，绿峰、红谷、红边波长在土地复垦作用下显著向长波方向移动，而此前叶片光谱研究中对土地复垦较敏感的红边、蓝边斜率变化并不显著。这说明，野外植被冠层光谱分析结果与实验室植被叶片光谱分析的结果并不完全一致，这可能和植被类型、生长周期、土壤背景光谱干扰等因素相关。在采用卫星或航拍遥感数据进行矿区植被环境监测时，所获取的都是植被冠层光谱，因此本研究所得到的结论具有更强的参考意义和实际应用价值。     

黄绿色葡萄石的矿物学特征及谱学研究

葡萄石可以以板状、片状、葡萄状、肾状、放射状或块状集合体的形式产出,因其美丽的外观和特殊的晶体结构,近年来受到了学者的广泛关注。本文通过电子探针、粉晶X射线衍射仪、傅里叶变换红外光谱仪、显微拉曼光谱仪、紫外可见分光光度计等仪器对黄绿色葡萄石的成分、结构及谱学特征进行了分析与探讨。葡萄石的主要致色元素为Fe,且Fe³⁺经常取代Al³⁺占据八面体配位,Fe²⁺经常取代Ca²⁺存在于空隙中。电子探针数据表明:Fe与Al的含量变化整体呈现负相关关系,Fe与Ca的含量变化也整体呈现负相关关系,Fe含量相对较高的样品其黄绿色调加深。XRD图谱和拉曼光谱的结果表明:在葡萄石中绿帘石以包裹体的形式存在。红外光谱和拉曼光谱表明葡萄石中存在硅氧四面体和铝氧八面体两种架构,紫外可见吸收光谱揭示了葡萄石的致色机理。本文对葡萄石的矿物学特征及谱学特征进行系统分析,为后续葡萄石的进一步研究提供思路与实验数据。     

微区X射线荧光成像技术在岩心分析中的应用

微区X射线荧光（Micro-XRF）分析技术是通过微小的X射线光束照射样品，对样品进行原位成分观测的无损分析手段之一，具有灵敏度高、速度快和准确性高的特点。采用微区X射线荧光光谱仪（M6 JETSTREAM）对安徽铜陵冬瓜山铜矿床四段岩心样品进行面扫描，分析不同矿层共17种元素区域分布特征、空间分布规律及组合关系等，结果表明：（1）Cu和Fe两种成矿元素高值空间分布区域基本不重叠，S与Fe分布范围高度重叠，关系密切，微量元素Ni，Bi，Pb，Zn，Si，Na与Cu密切相关，而Ti，Al，K与Fe具有弱相关性；（2）垂向上，Fe元素含量随深度增加逐步增大，而Cu元素含量呈降低趋势，其他元素也随深度呈下降趋势；（3）元素分布受石炭纪中期海底喷流沉积成矿作用和岩浆热液成矿作用叠加改造作用明显；（4）该钻孔矿石矿物以磁黄铁矿、黄铜矿和黄铁矿为主，垂向上组合规律明显，脉石矿物以石英、石榴子石和透辉石为主。该技术通过分析元素空间分布规律、相关性以及矿物组合和分配关系等可对元素富集和运移以及对矿床的成矿机制、成因模式等地质环境和地质过程提供新认识和新证据。结合矿床地球化学特征的分布模式，微量元素可作为寻找主矿种的指示元素，为深部找矿提供依据。此外，该技术能作为预分析技术快速筛选出感兴趣的信息和位置，为后期各种更高精度的微区分析提供不同尺度、不同层次的元素分布信息。     

负二项分布随机变量数字特征的求解

本文给出了生产实践中被广泛应用的负二项分布的五种定义,研究了该分布对应随机变量的期望、方差等数字特征的求解,汇总了负二项分布与其它分布之间的关系.     

基于S-R和分解定理的几何非线性问题的数值计算分析

为了探究几何非线性问题的数值求解方法,采用理论推导、MATLAB编程计算、有限元模拟相结合的方法,基于S-R和分解定理及更新拖带坐标描述法,运用插值型无单元Galerkin方法对几何非线性问题的增量变分方程进行了推导,并通过四点Gauss积分法和不动点迭代法对其进行求解.最后以平面悬臂梁的大变形问题为例进行求解计算,发现与ANSYS的计算结果拟合相似度很高,说明了所采用的几何非线性力学理论及数值计算方法的正确性和合理性,为求解几何非线性问题提供了一种新的依据.     

《高等代数》教学准备的一个尝试

《高等代数》是一门抽象而有用的基础课程.授课教师应当让学生通过有效的学习和训练,深刻理解这门课程的基本概念,熟练掌握一些基本技巧.同时,授课教师应该鼓励学生探索这些基本概念和技巧在其他课程和学术研究中的延伸和应用,从而激发学生自主学习高年级课程甚至从事科研的兴趣.这是《高等代数》教学准备中值得探索的方向.     

三核过渡金属配合物在催化反应中的研究进展

多核过渡金属配合物作为一类广泛应用的均相催化剂,其设计灵感往往来自天然酶的多金属活性位点所发挥的重要作用.目前,三核金属配合物作为活化小分子的多金属催化剂受到了广泛的关注.为深入理解三核过渡金属配合物在催化反应中作用特点,对近年报道的代表性三核过渡金属配合物按金属中心进行分类,并对配体环境形成特点及催化应用进行综述.从金属中心出发,讨论了三核过渡金属配合物的几何结构和电子特征;从配体环境出发,总结了关联三个独立的金属位点的配位环境特征;在催化应用方面,重点综述了三核过渡金属配合物在涉及特定化学键活化反应的催化作用机制,最后对三核过渡金属配合物的催化应用前景进行展望.     

基于红外隐身及多波段兼容隐身材料

随着探测系统的快速发展和探测精度的提高,隐身技术的需求日益迫切。由于传统的红外隐身材料面临着多途径目标探测的严峻挑战,因此开发既能满足红外隐身要求又能满足雷达隐身、可见光隐身、激光隐身要求的新型兼容隐身材料具有重要意义。红外隐身材料主要针对目标的红外辐射特征进行材料、结构设计,降低目标在背景中热红外辐射信号的突出性以及被热红外制导武器命中的概率。本综述概述了红外隐身及兼容材料的工作原理、制备方法及最新研究进展。首先介绍了最具有发展前景的红外隐身材料包括光子晶体、掺杂半导体、相变材料和纳米材料的结构特性、隐身机理和研究成果,重点关注了实现红外隐身的材料以及具体的隐身特性,讨论了红外兼容雷达、红外兼容可见光、红外兼容激光以及多波段兼容等材料的兼容隐身条件,并对其最新研究进展进行了系统的总结。最后,梳理了目前红外隐身材料以及各兼容材料所存在的不足及面临的困难,并对未来的研究方向进行了展望。