冲击载荷下灰口铸铁力学行为的率效应及其破坏特性

利用ＳＨＰＢ压杆及Ｉｎｓｔｒｏｎ液压伺服材料试验机对灰口铸铁从准静态（应变率１０＾－４ｓ＾－１）列冲击动态（应变率４＊１０＾３ｓ＾－１）进行了宏观与微观相结合的试验研究,得到了该材料在不同应变率下的应力－应变曲线。实验结果表明,灰口帮铁在塑性变形初期对应变率不敏感,随应变增大则具有一定的应变率硬化效应,但在更高应变率下随应变增大会出现反向应变率效应,这些特性与灰口铸铁源于片状石墨处内部微裂纹纹成核     

材料微损伤在高速变形过程中的演化及其对率型本构关系的影响

材料在高速变形过程中常常伴有不同形式的内部缺陷或微损伤的演化。根据锆合金中孪晶演化，钛合金中绝热剪切带演化，以及铸镁合金、有机玻璃和水泥砂浆中微裂纹演化的实验观察，基于热激活机制，提出了同时依赖于应变率和应变的微损伤演化律，及相应的计及损伤弱化效应的率型本构关系。     

不同应变率下玻璃态高聚物非线性屈服后行为的唯象本构定律

基于描述高温下金属行为的方法并经过修改状态变量本构方程，本研究提出一个无定形高聚物的粘塑性行为的模型．该模型包括了应变率敏感性效应，应变软化效应和应变硬化效应．在不同应变率和低于玻璃态转变温度(Tg)范围内，利用已发表的单轴试验的实验数据给出了一个确定模型参数的方法。数值算法表明该模型能较好预示屈服后的本征软化以及随之而产生的渐进定向硬化，尤其是对无定形玻璃态高聚物．     

玻璃态高聚物PMMA非线性粘弹-塑性本构方程的恒应变率近似解析解

本文基于粘弹-塑性耦合的本构理论模型和玻璃态高聚物PMMA在室温(T=298 K)和应变率ε=1.0×10~(-4)-1.0×10~(-1)s~(-1)范围内实测的单轴压缩加卸载循环的应力-应变曲线,给出了非线性粘弹-塑性本构方程在恒定应变率条件下的一个近似解析解,理论计算与实测的应力-应变曲线比较结果表明:在上述试验条件范围,吻合情况十分良好。     

国产航空有机玻璃在冲击载荷下的热粘弹性力学响应

本文以鸟撞高速飞机风档问题为背景,对国产航空有机玻璃3~#PMMA在从准静载荷的应变率(10~(-4)S~(-1))直到冲击载荷的高应变率(10~3S~(-1))范围,和环境温度从-60℃到+100℃范围内的力学性能进行了系统的实验研究,并建立了相应的非线性热粘弹性本构方程。理论预示与实验结果符合。另外还对3~#PMMA低温及高应变率冲击脆化现象进行了讨论,发现与这一现象相一致,3~#PMMA在高应变率冲击条件下的玻璃化温度有明显的提高。     

基于格点-弹簧模型模拟含缺陷陶瓷材料的压缩破坏过程

采用基于有限元参数映射的格点-弹簧模型(lattice spring model)对多晶三氧化二铝(Al2O3)陶瓷的压缩破坏过程进行了数值模拟. 采用弹脆性模型模拟材料, 用弱界面模拟材料晶界, 基于Griffith能量准则判断断裂. 模拟了特定孔隙率下的Al2O3陶瓷的冲击破坏过程, 所得到压缩强度与实验测试结果基本吻合. 考察了孔隙对材料压缩力学性能的影响, 结果显示: 有孔隙陶瓷表现出一定的应变率敏感性并且其裂纹密度时程曲线具有明显的“台阶”, 而无孔隙陶瓷没有此现象; 含孔隙陶瓷的裂纹密度发展过程中的“台阶”对应了内部裂纹的发展和止裂机制, 是有孔隙陶瓷和无孔隙陶瓷的重要区别.     

2种不同相容剂的PP/PA共混高聚物动态损伤演化的模量表现

对含2种不同相容剂的PP／PA共混高聚物试样进行了高应变率冲击试验,以冲击后试样的模量变化来表征损伤演化,借助于“损伤冻结”的方法来控制总应变,分别得到了其损伤值随应变及应变率变化的曲线．试验表明,共混高聚物的损伤发展存在一个应变阈值(大约在4％-6％之间);超过阈值后,损伤值随应变和应变率的升高均有所增加,其中应变增加对其损伤发展的影响占有主导地位,相比而言,112^#(以PP—g—MAH为相容剂)比113^#(以TPE—g为相容剂)的损伤演化更为迅速．     

复合材料单层板损伤分析

研究了复合材料单层板在远场均匀拉应力作用下，基体中微裂纹损伤，利用Ⅰ、Ⅱ型复合裂纹应力强度因子，分析了沿裂纹面的拉伸型损伤变量和剪切型损伤变量，应用能量释放率的概念建立了损伤条件下的应力应变关系，并给出了正交各向异性单向层板在损伤条件下的有效偏轴柔度系数计算公式。通过算例分析可知，由于复合材料单层板中微裂纹的存在，有效偏轴柔度系数S‘11和S‘61增大，而S‘21减小。     

环氧树脂在高应变率下的热粘弹性本构方程和时温等效性

在—20℃～100℃的温度范围内用SHPB实验技术研究了环氧树脂在高应变率(10~2～10~3s~(-1))和直到7.5％大应变下的粘弹性力学行为。提出了一个简单实用的非线性热粘弹性本构方程,并发现存在一种时温等效性。在加卸载全过程中,理论计算值与实验结果相当符合。     

40Cr钢低周冲击疲劳裂纹扩展行为

在自行设计的拉一压Hopkinson杆式冲击疲劳试验机上进行了40Cr钢正火态和两种温度回火态的低周冲击疲劳试验，以研究疲劳裂纹扩展行为，得到以下主要结果。40Cr钢疲劳裂纹扩展速率da/dN在缺口塑性区内外有明显的“落升”现象，在体弹性区内，冲击疲劳的da/dN亦可用Paris关系描述，da/dN有明显的应变速率效应，与常规疲劳相比冲击疲劳裂纹以更大速度扩展，da/dN随着材料强度的提高而减小。     

利用模拟代谢活化体系研究污染物的基因毒性

利用二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、N，N二甲基甲酰胺、内酮作为典型污染物与Fe^2＋/EDTA／H2O2／联氨模拟体系反应，所产生的活性中间体与4-（对硝基苄基）吡啶反应生成了紫红色物质，据此，本文建立了一种分光光度法检测活性中间产物的新方法，该办法测量灵敏度高（10mol／L），应用该方法证实了其中4种污染物（二氯乙烷、三氯乙烷、三氯乙烯、N，N-二甲基甲酰胺）具有形成DNA加合物的能力．同时对代谢活化体系的各种显色条什进行了优化。     

Al/Al2O3P金属基复合材料的静动态压缩性能及损伤分析

用气压浸渗工艺制备了体积分数40％～50％Al2O3颗粒增强纯铝基复合材料，使用了4种不同尺寸的Al2O3颗粒，其平均粒径分别为5μm、10μm、30μm和60μm．测定了这些复合材料的静、动态压缩性能，并通过材料压缩前后密度变化的测量定量表征了材料的累计损伤，结果表明，与基体材料相似，这些复合材料表现出明显的应变率敏感性；当增强颗粒平均粒径小于60μm时，材料的累计损伤基本与应变率无关，而主要取决于材料的应变．材料中颗粒的破裂主要是由颗粒间的相互作用引起的．较小尺寸颗粒增强的复合材料具有较高的流动应力和较小的累计损伤，并随着颗粒体积分数的增加，材料的流动应力和损伤率都相应增加．     

γ-环糊精-中性红包合物与鲱鱼精DNA的相互作用

采用紫外-可见、荧光光谱等研究手段.确定了γ-环糊精-中性红包合物(γ-CD-NR)与鲱鱼精DNA之间存在嵌插和静电两种作用方式.用摩尔比法和舣倒数法确定了γ-CD与NR的包合比~n_(γCD-NR):nNR=1:1,包合常数K_f=2.08×10~3 L·mol~(-1).γ-CD-NR包合物与鲱鱼精DNA的结合比n_(γCD-NR):n_(DNA)=4:1,结合常数K_25℃~θ=2. 11 × 10~6L·mol~(-1).化学热力学研究显示γ-CD-NR包合物与鲱鱼精DNA的结合为熵驱动.以吖啶橙(AO)作荧光探针,研究发现γ-CD-NR包合物和AO在与DNA作用时存在竞争作用.     

褪黑素和芦丁抑制蛋白质硝基化的比较研究

以牛血清白蛋白为硝化底物、过氧亚硝酸为硝化试剂,研究了褪黑素和芦丁对蛋白质硝基化的抑制作用.通过对硝基化反应各种影响因素的探讨,发现在37℃,pH 7.2,反应时间90 min以及过氧亚硝酸浓度为6.0×10~(-4)mol/L时,硝基化反应进行最完全.实验分别在硝基化反应进行前、进行中以及反应后,在硝基化反应体系中引入不同浓度的抑制剂褪黑素和芦丁.结果显示,在硝基化反应发生前加入抑制剂,抑制硝基化反应的效果最为明显;当褪黑素和芦丁的终浓度为5.0×10~(-5) mol/L时,抑制率分别达到80.7%和52.4%;若继续增加褪黑素,抑制率几乎不再变化,继续增加芦丁,抑制率小幅上升后开始呈下降趋势.总的来说,褪黑素抑制蛋白质硝基化的效果明显好于同浓度的芦丁.     

Mn离子注入Si材料的结构分析及磁学性质

采用剂量分别为1×10~(16)(1E16),3×10~(16)(3E16)和5×10~(16)cm~(-2)(5E16)的Mn离子注入方法制备Si基稀磁半导体样品.利用透射电子显微镜(TEM)和交变梯度磁强计(AGM)对不同剂量的样品退火前后的结构和磁学特性的变化进行了表征.实验发现,退火前,只有5E16样品出现球状偏析物,其直径在5 nm左右,但也有个别直径15 nm左右的大团簇.N_2环境下800℃退火5 min部分修复了1E16样品注入区域的晶格损伤,并使该剂量样品出现偏析物,直径多在10 nm左右.衍射花样分析表明该偏析物为具有晶面间距0.333,0.191和0.163 nm的微晶,这说明该微晶最有可能是MnSi_(1.7),退火前,样品饱和磁化强度随注入剂量增大而显著增强,但从3E16到5E16增速放缓,退火使低剂量样品磁性大幅减弱,说明偏析物不利磁性增强.     

一种新型的单电子数值比较器

基于单电子晶体管的I-V特性,在构建反相器的基础上,推出了或非门及与或非逻辑门,并最终实现了一种新型的2位单电子数值比较器,利用SPICE模拟器验证了电路设计的正确性.该比较器结合了单电子晶体管与MOS管的优点.分析结果表明:与仅由单电子晶体管实现的比较器相比,电路的驱动能力提高的同时减少至少12个晶体管;与具有相同逻辑结构的CMOS实现的电路相比,该新型比较器使用了简单的单电子器件,使得电路的结构尺寸得到了极大的缩小,电路的功耗仅在10-10W数量级上,为将来超大规模集成电路进一步微型化奠定了基础.     

逐符号译码的短波差分跳频系统性能分析

提出了一种基于非相干平方律能量检测及逐符号译码的短波差分跳频系统方案,并在加性白高斯噪声(AWGN)信道与频率非选择性瑞利慢衰落信道条件下,开展了比特误码率(BER)性能的理论分析与数值仿真.数值仿真结果表明,差分跳频相邻两跳频率之间的相关性使其系统获得了一定的误跳纠正能力;对于可用频率数为4、每跳传输1比特的差分跳频系统,在AWGN信道条件下,当信噪比约为13.6 dB时,则BER可达10~(-5),而在瑞利衰落信道下,当信噪比约为33 dB时,则BER可达10~(-3),逐符号译码是一种实用的差分跳频译码算法.     

Z型Q345冷弯钢构件率相关本构模型下的动态冲击失稳研究

以Z型Q345薄壁冷弯钢构件为研究对象, 首先测试了试验钢在10-4~102s-1应变率内的材料力学属性, 并拟合得到了由Johnson-Cook本构模型表述的材料本构参数, 同时对拉伸断裂的试件断口做了微观形貌分析. 接着, 在落锤装置上对Z型冷弯钢构件做不同速度的轴向冲击试验, 研究构件受到冲击的动态失稳变形情况. 然后, 通过ABAQUS软件建立了可以反映锤头冲击构件过程的仿真模型, 考虑应变率效应和初始缺陷等因素, 分析了构件主要部位端部质点的位移和速度变化情况以及应力波传播效应的影响. 结果表明 薄壁冷弯钢构件受到外部冲击作用会产生动态屈曲, 随着冲击载荷增大, 发展为明显的塑性变形. 应力波的传播效应对动态屈曲模态的阶跃起着关键的作用.