关于晶粒长大过程中织构行为的理论分析

基于晶粒几何形状的统计简化和晶界自由能的分析建立了一个晶粒长大统计模型,该模型对织构在晶粒长大过程中的行为作出了合理的解释,其分析结果将有助于实际生产中控制材料晶粒尺寸和织构组态.     

纳米微晶软磁合金随机局域磁各向异性及磁性

本文根据非晶合金局域磁各向异性随机分布的处理方法,提出了纳米微晶软磁合金的随机局域各向异性模型,对纳米微晶合金的结构与磁性的关系进行了探讨。结果表明,纳米微晶合金的软磁特性不但与随机分布的纳米晶粒的尺寸有关,而且与晶界非晶相的铁磁性有关。相邻晶粒通过晶界非晶相发生铁磁耦合,所以晶界非晶相的铁磁性严重地影响合金的宏观磁性。Fe_73.5Cu₁Nb₃Si_13.5B₉纳米微晶软磁合金的X射线衍射及磁性测量结果为上述理论提供了有利的支持。     

各向异性双晶和三晶体晶界附近应力场分析

采用率相关晶体滑移有限元程序对不同取向晶粒构成的双晶体和三晶体在晶界和三晶交点附近的应力集中特性进行了计算分析．双晶体的数值结果表明,不同取向晶粒的晶界附近应力场具有较大的应力梯度,存在应力集中现象;三晶体由于晶界之间的相互作用使得三晶交点可能造成应力集中地,也可能不造成应力集中,晶界附近的应力结构与双晶体晶界附近的应力结构亦不相同,这主要取决于三个晶粒的晶体取向．对双晶体和三晶体的分析说明,不同取向的晶粒具有不同的变形规律．因此研究金属材料的损伤、断裂问题至少需要采用晶体滑移理论从细观的角度分析不同晶粒之间的相互作用．     

考虑晶粒几何形状的尺度效应

复合材料方法中的混合律方法在研究纳米晶体材料力学性能时得到了广泛的使用,准确得出各相的体积分数对该方法结果的准确性具有十分重要的影响．将纳米晶体看成由晶界、晶粒和三叉晶三相组成的复合材料,根据晶粒具有多面体的几何特点,用二维的三相复合的正多边形模型来研究纳米晶体力学性能的尺度效应,对于不同几何形状的晶粒采用对应的正多边形模型,这样我们就可以更加准确地得到各相的体积分数,从而更好地预测纳米晶体材料的力学性能．     

织构定量分析的广义矢量法

本文采用Roe符号系统,在Euler空间中对织构定量分析的矢量法进行了全面改建.改建后的广义矢量法克服了原有晶粒取向表示方式造成的诸如织构与材料性能关系研究等的不便,同时保留了原法的全部优点.对立方系材料的研究表明,本法用一张极图、甚至一张部分极图数据即可定量确定被测材料的织构矢量,并能便捷提供宏观性能计算所需的晶粒取向分布函数(ODF)的广义球谐函数级数展开系数.     

纳米晶体弹性模量的模拟研究

通过分子动力学(MD)方法模拟纳米晶体(1～3nm)的结构,并对模拟的结果进行了X射线衍射的点阵常数、结合能及弹性模量等模拟计算.结果表明纳米晶体无论是晶界和晶粒都与传统的粗晶粒晶体材料没有根本的区别,只是由于晶粒尺寸变小以及晶界的体积分数等的作用而导致诸如弹性模量大幅度减少等一系列不同性能.     

晶界快速迁移的原子模型

本文提出了一个原子跳动模型以解释金属再结晶过程中选择生长的原子机制。以面心立方金属为例,本文计算并比较了不同取向关系时原子的跳动距离及其相对跳动时间,进一步分析晶界上原子分布的亚结构可使该模型给出选择生长理论所描述的主要特征,诸如倾转晶界及40°〈111〉晶界较高的可动性。这些现象至今尚未被人们圆满解释。     

镍基定向结晶合金蠕变损伤的细观模型

针对镍基定向结晶合金的蠕变变形和损伤,本文建立了有限元和自洽两种晶体滑移细观模型。在这两种模型中同时考虑了晶粒滑移损伤和晶界损伤。通过一组镍基单晶合金和一组特殊结晶取向的定向结晶合金标定了模型参数。数值分析结果表明,这两种模型都可以比较准确地描述定向结晶合金的蠕变损伤变形和失效规律,尤其是定向结晶合金蠕变性能的结晶取向相关性。     

合成的氯代磷灰石与人牙釉质晶体显微结构特征比较

本文着重刻划了合成的氯代磷灰石与人牙釉质显微结构特征的比较。通过大量的电子显微镜和能量色散谱的研究,断定尽管在原子水平上它们的结构非常相似,但显微结构方面确有相当大的差异,主要表现在晶粒形状、晶粒尺寸、晶粒取向、晶界等。辐射损伤和结构缺陷彼此也是不同的。大量的观察揭示合成的磷灰石具有比人牙釉质结构缺陷少和晶界干净。     

一种改进的公交配流模型与算法

对两种经典的公交配流模型进行了对比分析,指出了在考虑拥挤影响时两种模型进行公交配流各自存在的缺点．随后对两种模型存在的不足进行了原因分析,并在此基础上对Spiess和Florian提出的线性规划模型及算法进行了改进．改进的模型运用了“最优策略”和“有效频率”的思想, 考虑了拥挤对站点乘客等车时间的影响．模型用MSA（相继平均法）算法进行求解,最后在一个简单网络上进行对比分析,表明改进后的模型能够较合理地求解考虑站点拥挤的公交配流问题．     

过渡金属Ni晶界原子结构及界面掺杂响应

基于重位点阵模型,用分子动力学方法对过渡金属Ni多种母函数(∑3,∑5,…∑19,…∑33)的晶界原子结构进行了弛豫计算,给出了相应于各类晶界的原子结构特征以及预参量对界面结构的影响。为探索与物性密切相关的掺杂界面响应,选择了∑3倾转晶界,基于间隙及空位机制,以势能及畸变能为判据,研究了晶界掺硼、氮及磷的界面响应,给出了掺杂的最可几位置,掺杂对界面结构的影响以及界面精细结构对掺杂类型的依赖性及掺杂量排序,基于弛豫区局域能量分析,表明轻杂质硼、氮和磷具有界面偏聚倾向且在不同程度上改变了界面结构的原子组态特征并预期了掺杂对界面的可能影响。     

P型多晶金刚石薄膜压阻效应的研究 *

结合Mayadas-Shatzkes多晶模型 ,对硼掺杂多晶金刚石薄膜的压阻效应进行了分析和讨论 .结果认为 ,价带分裂和晶界散射的联合作用是导致P型多晶金刚石薄膜具有显著压阻效应的主要原因 .推导出考虑晶界散射时压阻因子的近似计算公式 ,计算结果与实际情况相符 .     

磁织构的空间分布与Mässbauer谱

本文用Mässbauer法测磁织构可以分为用极化的γ射线和非极化的γ射线两种情况,它们都可以方便地给出磁织构的空间分布,这是用其他方法不容易得到的。     

过渡金属Ni晶界的电子结构

本文基于重位点阵模型,用分子动力学方法弛豫界面原子,给出倾转∑5晶界原子坐标.在此基础上,用递推方法计算了过渡金属Ni的晶态及含晶界态的电子结构,给出了晶界能、键序及原子间相互作用,以及电荷转移信息.同时,定义了界面电子活性.结果表明:预弛豫的∑5晶界是一类可能出现的结构,且有俘获电子的作用.此外,计算还表明,与晶态相比,界面原子间力有减弱的倾向,这意味着界面原子属弱连接结构.     

升温和降温引起TATB基PBX炸药脱黏的数值分析

高聚物黏结炸药(polymer-bonded explosive, PBX)是含能颗粒与黏结剂组成的、具有微结构的非均质材料.热力环境下,PBX出现损伤是由晶粒与黏结剂及其界面的力学性能导致的.基于Voronoi理论与Monte Carlo的级配思想,建立了五种晶粒体积分数的PBX二维几何模型.考虑温度变化对晶粒和黏结剂热力学特性的影响,引入双线性本构模型描述晶粒-黏结剂界面的力学性质.数值研究了升温和降温过程PBX界面损伤机理.结果表明,升温时主要由较大的界面切向应力使得界面出现脱黏,降温时界面上的法向拉应力是界面脱黏的主要因素.相较升温阶段,降温过程更易产生界面脱黏,符合实验观察的结果.随着炸药晶粒体积分数的增加,降温后界面的残余刚度更大,表明提高PBX晶粒体积分数有助于降低界面脱黏.当晶粒体积分数越相近时,各晶粒粒径越趋于一致,则在界面上的损伤程度就越小.     

BaTiO3半导体陶瓷从PTC特性向边界层电容效应过渡问题探讨——晶界势垒模型

本文分析了BaTiO₃半导体陶瓷的Daniels模型存在的问题,提出了从PTC特性向边界层电容效应过渡的晶界势垒模型,解决了Daniels模型的缺陷,使BaTiO₃半导瓷及其有关器件的物理性能的定量计算成为可能。     

晶粒取向、相互作用与钕铁硼磁体的矫顽力 *

钕铁硼磁体的矫顽力由单个晶粒的矫顽力和晶粒之间的相互作用决定 .单个晶粒的矫顽力及其相互作用与晶粒的取向有关 .采用“tanθ”型Gaussian分布函数表示烧结钕铁硼磁体的晶粒取向 .按照不同的矫顽力机制 ,单个晶粒的矫顽力及其角度关系有不同的表达式 .晶粒相互作用可分为长程静磁相互作用和近邻晶粒的交换耦合相互作用 .烧结磁体的晶粒尺寸较大 ,且晶粒界面被非磁性层间隔 ,交换作用影响很小 ,静磁相互作用影响较大 ,使晶粒混乱取向磁体的矫顽力大于晶粒理想取向磁体的矫顽力 .综合考虑单个晶粒的矫顽力和晶粒之间的相互作用的影响 ,按照发动场理论计算的矫顽力值与烧结钕铁硼磁体的实验结果符合较好 .     

地震动瞬时谱估计的UnscentedKalman滤波方法

用时变ARMA模型描述地震动时程,提出了采用Unscented Kalman滤波技术实现地震动瞬时谱估计的思路．算例分析表明,Unscented Kalman滤波方法较Kalman滤波方法适用范围广,具有较高的时间和频率分辨率,能够更好地跟踪地震动的局部特性,适合处理非线性模型或有突变特性的模型的辨识问题．不同阶数ARMA模型的估计结果还表明,以往被忽略的ARMA模型的理论频率分辨力对地震动瞬时谱估计精度有重要影响,应作为一个参考指标在ARMA模型的判阶中加以考虑．     

考虑主应力轴旋转的土体本构关系研究进展

对目前国内外考虑主应力轴旋转的试验研究及本构模型研究进行了总结分析,并对进一步研究提出了相应的建议．基于不同的加载条件,从纯主应力轴旋转和耦合主应力轴旋转两个方面,较全面的描述了主应力轴旋转情况下土体的基本变形特性,并对考虑主应力轴旋转的土体变形试验提出了进一步研究的建议．较为系统地评述了当前较有代表性的考虑主应力轴旋转的土体本构模型（边界面模型、多机构模型、运动硬化模型和广义塑性模型）,得出了广义塑性模型更适合用来描述考虑主应力轴旋转的土体变形特性的结论．总结未来考虑主应力轴旋转的土体本构关系研究的主要方向是:把握主应力轴旋转情况下土体变形的本质特性,建立推理严密、形式简单、适用方便的本构模型,并用来指导工程实践．     

基于SAS系统的体能测试时间安排模型研究

基于不同的考虑,给出了体能测试安排的3个模型.模型Ⅰ,对体能测试的5个项目依据随机服务系统理论,得到每名学生测试完成的平均等待时间;模型Ⅱ,根据SAS系统Proc Univariate过程,得出体能测试班级人数的茎叶图及所有班级的一个分组,给出了各班参加体能测试的具体时问安排表;模型Ⅲ,给出了一个台阶测试与班级人数的关系式,并基于此关系式得出较精确的体能测试时间安排表.基于三个体能测试模型,给出了一种较符合实际的体能测试方案.