含接缝纤维/金属层合板分层行为的内聚力模拟

基于双线性内聚力模型,对面内载荷作用下,双接缝、单接缝和非对称接缝三种形式的纤维/金属层合板的分层破坏行为进行三维有限元数值模拟.与试验结果对比表明,内聚力界面单元模型能够对含接缝的纤维/金属层合板的界面分层行为做出正确预测.经过模拟发现含接缝层合板的分层破坏以II型剪切分层为主,不同的接缝形式将产生不同的分层破坏特点.还讨论了界面力学性能参数对计算结果的影响.     

薄膜涂层材料的界面破坏准则

为了确定界面起裂位置及条件的评价方法,通过对引入假想界面裂纹的划痕实验的数值分析,讨论了界面的起裂位置.根据起裂位置的不同界面应力状态及相应的实验结果,提出了界面破坏的强度准则.实验和分析结果表明,在划痕实验中,起裂位置由最大界面剪应力决定,但起裂条件不仅与界面剪应力有关,而且与起裂位置处的界面压应力有关,界面压应力越大,导致界面起裂的界面剪应力也越大.该薄膜界面结合强度的评价准则,不受具体实验条件的影响,具有通用性.     

基于内聚力模型的圆形夹杂与基体界面渐进脱粘分析

采用ABAQUS中基于内聚力模型的Surface-based cohesive方法,对圆形夹杂和基体的二维界面脱粘问题进行了数值分析,通过数值模拟再现了界面的脱粘过程和多个夹杂相互作用对脱粘过程的影响。模拟结果表明,其加载过程的力学行为可划分成3个阶段:无脱粘阶段、渐进脱粘阶段和完全脱粘后。对颗粒复合材料界面脱粘的研究有一定的理论和工程参考价值。     

基于统一相场理论和内聚力模型的钢纤维混凝土界面过渡区力学性能研究

为探究数值模拟中界面过渡区不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其损伤、破坏过程的影响,基于统一相场理论和内聚力模型,针对含单根钢纤维的混凝土拉伸试验,采用2种方法建立钢纤维混凝土界面过渡区的数值计算模型,对比分析不同建模方式对钢纤维混凝土力学性能及其破坏形态的影响,并考察不同因素对含单根钢纤维的混凝土极限抗拉强度的影响。结果表明,对混凝土基体部分采用相场断裂模型、界面过渡区采用内聚力模型,无论是计算结果还是细观破坏形态,都具有较好的准确性和可靠性;初始裂缝位置取30 mm和35 mm的钢纤维混凝土抗拉强度比取25 mm时分别提高30.8%和75.7%,钢纤维埋置角度为15°,30°和45°时的钢纤维混凝土抗拉强度比0°时分别降低12.2%,30.8%和48.9%,钢纤维增强作用受初始裂缝位置及钢纤维埋置角度影响较大,受钢纤维直径影响相对较小。采用统一相场理论可降低分析的难度、保证较高的计算精度,为研究钢纤维混凝土的损伤、断裂过程提供了理论参考。     

PZT／SiO_2／Si界面的XPS分析

采用ＳＯＬ－ＧＥＬ工艺在ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了铁电薄膜，对ＰＺＴ／ＳｉＯ２／Ｓｉ结构进行了ＸＰＳ分析，结果表明，在ＰＺＴ铁电薄膜和硅衬底之间加ＳｉＯ２使Ｆ／Ｓ界面得到了改善．     

基于内聚力模型的沥青混凝土低温断裂模拟

为模拟沥青混凝土的低温断裂行为,合理选择了内聚力本构模型;在获取了小梁试件数字图像的基础上,结合ABAQUS有限元软件建立了二维细观断裂模型,验证了模型的正确性和适用性。结果表明:本文建立的二维细观断裂模型能够很好的反映实际三点弯曲试验的能量消耗—位移响应;沥青混凝土断裂过程可分为试件损伤、裂缝产生、裂缝扩展和试件破坏等四个阶段。     

界面性能对层状结构材料力学行为的影响

自然界生物材料(贝壳、骨头、龟壳等)大都具有人工材料不可比拟的优异力学性能,主要由于该类生物材料由大量基本组成单元通过桥联界面构筑而成。为了揭示界面性能对整体材料力学行为的影响,建立了相应的有限元模型,数值模拟了不同界面性质对材料强韧机制的作用,主要考虑了界面强度、界面刚度及界面最大分离位移等影响因素。结果表明,界面性能对材料力学行为有重要影响,当基本组成单元材料性质一定时,根据界面性能的不同,整体材料破坏分为界面失效、界面和组成单元混合失效以及组成单元失效三种形式,进一步对影响整体材料强度和韧性的主要因素进行了讨论。研究结果对设计力学性能优异的层状复合材料具有重要的指导作用。     

基于内聚力模型的夹层玻璃梁冲击破坏过程仿真

为了模拟夹层玻璃梁的冲击破坏过程,基于有限元中常用的内聚力模型的基本概念,提出了适用于三维球形离散单元的破坏模型.该模型将离散单元之间的作用分为连接型、内聚型和接触型3类.当两离散单元间满足破坏准则时,它们之间的作用由连接型变为内聚型,内聚力由离散单元之间的分开量求出.将该破坏模型在自主开发的离散元/有限元耦合计算程序CDFP中实现,并仿真了夹层玻璃梁的冲击破坏过程,得到了与试验结果相近的破坏形式,说明了该破坏模型和仿真分析方法的有效性.     

新型三线性本构内聚力模型的界面参数研究

复合材料多向层合板分层扩展行为的准确模拟对层板结构设计非常重要。笔者前期工作已经建立了一种基于失效机理的新型三线性本构内聚力模型来考虑纤维桥接对分层行为的影响。在此基础上,基于二维有限元模型对该新型内聚力本构中的关键参数开展了数值研究,获得了适用于复合材料多向层合板数值模拟的内聚力本构参数取值方案。最后采用确定的本构参数对复合材料多向层合板的分层扩展行为进行了模拟,所得模拟结果与试验结果之间的一致性较好,进而验证了所建立参数取值方案的有效性。     

PZT／SiO2／Si界面的XPS分析

采用ＳＯＬ－ＧＥＬ工艺在ＳｉＯ２／Ｓｉ衬底上制备了铁电薄膜，对ＰＺＴ／ＳｉＯ２／Ｓｉ结构进行了ＸＰＳ分析，结果表明，在ＰＺＴ铁电薄膜和硅衬底之间加ＳｉＯ２使Ｆ／Ｓ界面得到了改善。     

Preparation of PZT thin films by magnetron sputtering with metal and metal oxide composite target

This article mainly deals with the preparation and properties of PZT thin films. A new type of Metal-Metal Oxide composite target was developed. Relating factors have been discussed. The electrical and optical properties of PZT thin films have also been studied. Zhou Zhenguo: born in Feb. 1939, Associate professor. Current research interest is in thin film material Supported by the National Natural Science Foundation of China     

多次微量蒸发技术制取锆钛酸铅薄膜

介绍多次微量技术制取锆钛酸铅薄膜。ＸＲＤ分析表明：经高温退火处理后的薄膜呈与源材料一致的钙钛矿结构,增加退火时间能减少残存Ｐｂ３Ｏ４的数量;电滞回线检测表明,薄膜具有铁电特性。     

超薄润滑膜界面滑移现象的分子动力学研究

为研究超薄润滑膜的流变和滑移特性 ,采用了分子动力学模拟方法。模拟系统由 2个固体壁面和介于壁面间的润滑剂分子构成 ,分子模型为正癸烷。结果表明 :薄膜中粒子密度沿膜厚方向呈周期性变化 ,存在某种有序结构 ;薄膜中润滑剂分子的平均速度仍大体呈线性分布 ,但在固液界面和液体层间可以观察到滑移现象 ;壁面滑移率随着剪切率的增加而上升 ,并在高剪切率区迅速增大 ;分子级薄膜中一个重要现象是滑移可能在较低的剪切率下发生 ;薄膜中润滑剂经历着向固态转化的相变过程 ,低剪切率下的滑移率可作为衡量薄膜固化程度的定量判据     

4ENF黏聚解析模型分析

建立了Ⅱ型加载末端切口四点弯断裂试件黏聚模型,给出了界面破坏经历的弹性阶段、弹性-软化阶段、弹性-软化-脱黏阶段相应界面应力分布的解析表达式.为了验证该模型的正确性,对FRP-混凝土4ENF试件进行了有限元分析,在FRP-混凝土界面上设置黏聚单元,界面混凝土和胶层的非线性损伤都由黏聚单元的软化来反映.有限元分析与理论分析结果对照表明,该解析黏聚模型能精确预测4ENF的界面破坏.     

微纳米薄膜材料中激光皮秒超声的数值模拟

基于双温模型和热弹性耦合理论,采用有限元方法,针对A1/Si3N4和A1/Si3N4/Si两种层状薄膜材料中激励皮秒超声,建立激光飞秒超声的有限元数值模型,得到A1薄膜中电子和晶格的温度场,进而分析薄膜内部的应变和表面位移响应.对比研究了双温模型理论和傅里叶热传导理论的计算,结果表明皮秒超声研究采用双温模型求解温度场更为合适,数值分析得到应变具有幅值较小且波形展宽的结果.表面位移响应峰的形成是超声波在薄膜材料界面处发生反射引起的.     

纳米银明胶复合膜的制作

报道一种制备高浓度纳米银粒子的方法．通过化学溶胶法制备出纳米银溶胶粒子,再以热的明胶作基质,以明胶包覆纳米银粒子,加热浓缩,制备出高浓度纳米银粒子复合膜．电镜照片表明,纳米粒子并没有长大而聚沉,粒子尺度平均约为２０ｎｍ．     

高炉软熔带数学模型算法的改进

宝钢软熔带模型对高炉监测装置要求较高；只有十字测温装置和炉身上部探测器正常时，模型才能正常运行。对该模型的假设条件和推算方法等方面进行改进，给出了新模型设计框图。应用表明，在十字测温仪不能正常使用时，该模型仍然能够运行。     

COREX熔化气化炉软熔区域的物理模拟

为了模拟COREX熔化气化炉软熔区域,建立了COREX熔化气化炉热态模型,设有热电偶和观察面板,可获得模型内部信息.在热态物理模拟实验中,考察了排料速度、石蜡与玉米体积比、风温和风量等操作参数对软熔区域的影响.实验结果表明,随着所选实验参数值的增加,风口回旋区发生塌料现象的可能性增加;当排料速度增加时,软熔区域位置降低,厚度减少;当石蜡与玉米体积比增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度增加;当风温增加时,塌料前软熔区域位置升高,厚度增加,塌料后软熔区域位置降低,厚度减少;当风量增加时,发生塌料前后软熔区域都位置升高,厚度增加.     

高炉软熔带数学模型的研究和应用

为了快速地确定高炉内软熔带的形状和位置，根据质量传输原理和热量传输原理，结合国内2500m。高炉检测装置的实际情况，建立了软熔带数学模型，并对莱厂2500m。高炉进行了分析，推断出了该高炉在不同操作条件下软熔带的形态，并初步分析了软熔带的形状和位置与操作参数的关系．