砂岩方梁断裂过程区范围的实验确定方法

裂纹前端的断裂过程区是引起岩石非线性断裂及尺寸效应的主要原因。利用数字图像相关技术对砂岩开展了三点弯曲梁实验,获得观测区域高精度的全场位移和应变数据,根据断裂韧带区域水平位移和水平应变的分布特征,结合裂尖岩石颗粒变化的微观分析,提出采用裂纹尖端水平位移波动性和水平应变突变性所得到的波动系数和水平应变突变值,确定断裂过程区形状和临界尺寸的方法。结果表明:砂岩断裂过程区的形状为不规则的狭长带状区域,断裂过程区的临界长度为11~13mm,临界宽度为1.58~2.36mm。断裂过程区区域内形变在趋向裂尖时呈指数增加,但其单位区域内的形变增量呈波动状态。该方法能够更加准确判断岩石断裂过程区的范围,有助于分析岩石的非线性断裂特性。     

数字散斑相关方法及其在碳纤维复合材料压力容器变形测量中的应用

提出了一种新的基于图像灰度梯度迭代的数字散斑相关方法(DSCM,digital speckle correlation method)。通过使用DSCM测量碳纤维复合材料压力容器在水压下的局部区域的位移场和应变场,分析了复合材料压力容器的轴向和环向的变形特征,为碳纤维复合材料压力容器的优化设计提供了理论和实验依据。     

安装偏差对光纤布喇格光栅应变测量的影响

通过理论推导和试验分析研究了安装偏差对光纤应变测量的影响，得到安装误差所带来测量误差的计算公式.发现光纤的轴向与预定安装方向的角偏差越大，测量误差也越大.用光纤光栅进行应变测量时，必须考虑光纤的安装偏差，它直接关系到测量结果的准确性.实际测量中要尽量确保传感器安装方位的准确.     

双涂层光纤应变传感器的理论与实验研究

对带有聚合物涂敷层和缓冲层的光纤应变传感器的力学特性进行了研究，建立了双涂层光纤与基体材料相互作用的线弹性理论模型.理论研究表明：在小半径近似条件下，双涂层光纤的力学传递特性决定于涂覆层和缓冲层的弹性模量的相对值；当缓冲层的弹性模量远大于涂覆层时，其作用可忽略.实验中，将光纤传感器埋入基体材料内部，利用白光干涉应变测量方法，对平均应变传递系数进行了实验研究.实验结果与理论仿真具有较好的一致性.     

面心立方晶体外延膜沉积生长中失配位错的结构与形成过程

用分子动力学方法对5%负失配条件下面心立方晶体铝薄膜的原子沉积外延生长进行了三维模拟.铝原子间的相互作用采用嵌入原子法(EAM)多体势计算.模拟结果再现了失配位错的形成现象.分析表明，失配位错在形成之初即呈现为Shockley扩展位错，即由两个伯格斯矢量为〈211〉/6的部分位错和其间的堆垛层错组成，两个部分位错的间距、即层错宽度为1.8 nm,与理论计算结果一致；外延晶体薄膜沉积生长中，位错对会发生滑移，但其间距保持稳定.进一步观察发现，该扩展位错产生于一种类似于“局部熔融-重结晶”的表层局部无序紊乱- 关键词： 失配位错 外延生长 薄膜 分子动力学 铝     

注浆覆岩离层力学机理及其离层发育分类研究

依据覆岩离层生成的力学机理,结合煤层开采程度的不同,将可注浆层位的离层划分为三类.以岩石的应变为指标,确立了覆岩离层可注浆层位岩梁的断裂步距表达式,理论上证明了划分注浆层位的合理性.根据岩石的全应力应变试验,结合现场实际观测数据,对以应变为指标的岩梁断裂步距表达式做了初步验证.结果表明:可注浆层位的分类和断裂步距表达式的确定对注浆减沉工程具有指导意义.     

泡沫硅橡胶老化后的压缩性能

硅橡胶在贮存和使用过程中，常受到不同应力应变的作用，在其使用和贮存期间会产生一系列物理老化和松弛，导致其内部结构发生变化，从而引起各种性能尤其是力学性能的下降，当性能下降到一定程度时，吉卜赛材料允许使用极限，它就失去了使用价值，因此有必要对硅橡胶的库存和老化进行研究。     

晶格失配对异质外延超薄膜生长中成核特性的影响

利用动力学蒙特卡罗方法模拟了异质外延超薄膜生长中的成核过程.研究了薄膜与衬底的晶格失配对超薄膜生长中成核密度、平均核尺寸、标度关系及生长模式的影响.结果发现产生压（张）应变的晶格负（正）失配使生长过程更早（迟）从成核区进入过渡区，失配越大，这一效应越明显.在相同的沉积条件下，负失配导致超薄膜形成较低的成核密度与较大的平均核尺寸，而正失配则相反.成核密度满足标度关系Ns≈(F/D)χ，随着失配度从-0.04增加到0.02，标度系数χ从0.37逐渐减小到0.33，对应超薄膜生长过程从包含二聚体扩散模式转变到无 关键词： 薄膜生长 成核 晶格失配 蒙特卡罗模拟     

用格林函数法计算量子点中的应变分布

自组装量子点材料作为一种新型的光电材料无论在理论和实际应用都成为当今物理学界的研 究热点.由GaAs包围的InAs小岛，由于较大的晶格失配（≈-0.067），应变效应在量子点 的 形成过程中起主导作用.大部分计算量子点结构应变分布的方法都是基于数值解法，需要大 量的计算工作.给出用格林函数法推导各种常见形状量子点应变分布的解析表达式详细过程，讨论了弹性各向异性和形状各向异性对量子点应变分布的影响程度.结果表明对于不 同形状量子点结构中主要部分的应变分布都是相似的，流体静压变部分的特征值随量子点形状的变化不 关键词： 自组装量子点 格林函数 应变分布     

铁电单晶Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-PbTiO3的高场致应变及其在层叠式驱动器中的应用

通过研究(1-x)Pb(Mg1/3Nb2/3)O3-xPbTiO3 (PMNT)单晶在不同方向、不同组分下高场致应变的特性,确定了〈001〉取向PMNT单晶(29%≤x≤31%)为制作层叠式驱动器的最佳组分范围,这组分的单晶具有高场致应变、低滞后而且性能较稳定的特点.研究结果表明,在保证应变曲线的线性和低滞后的前提下,将近-2kV/cm的负电场能够运用于〈001〉方向的PMNT晶体上. 40层(每片晶片尺寸为7mm×7mm×0.7mm)PMNT层叠式驱动器在电场 -1.5-10kV/cm的驱动下,可以获得38.1μm的纵向位移,负载40N的重量后,位移量减为34μm.