复合型裂纹应变能释放率逐点闭合的外推逼近研究

提出用外推逼近法计算复合型裂纹的应变能量释放率的新方法,闭合能计算时,采用逐点闭合的方法。避免了某些文献中闭合能计算不能自治的缺点:"当沿经向闭合节点多于两个时,裂纹(脱层)前端节点力乘位移已计算了闭合能,中间点还要重复计算闭合能"。具体计算了DCB(双悬臂梁)试件并与理论解进行了比较,吻合度优于其他方法。同时,又计算了紧凑拉伸试件、三点弯曲试件、单边裂纹试件,均取得满意结果。与理论解比较,误差可控制在1%之内。此方法可以广泛用于类似复合材料脱层裂纹的断裂力学分析。     

塑料封装集成电路结构热应力分布的解析解

由于集成电路的硅芯片与其周围的塑料封装材料热膨胀系数的不协调,产生的热残余力会直接导致封装结构的破坏及集成电路的失效.将硅芯片的角点结构模化成半无限大楔体,求得了热应力分布的解析解.在此基础上,应用应变能密度因子准则评价电子封装结构角点处的开裂强度及开裂方向.     

On anti-plane shear behavior of a Griffith permeable crack in piezoelectric materials by use of the non-local theory

In this paper, the non-local theory of elasticity is applied to obtain the behavior of a Griffith crack in the piezoelectric materials under anti-plane shear loading for permeable crack surface conditions. By means of the Fourier transform the problem can be solved with the help of a pair of dual integral equations with the unknown variable being the jump of the displacement across the crack surfaces. These equations are solved by the Schmidt method. Numerical examples are provided. Unlike the classical elasticity solutions, it is found that no stress and electric displacement singularity is present at the crack tip. The non-local elastic solutions yield a finite hoop stress at the crack tip, thus allowing for a fracture criterion based on the maximum stress hypothesis. The finite hoop stress at the crack tip depends on the crack length and the lattice parameter of the materials, respectively. The project supported by the National Natural Science Foundation of China (50232030 and 10172030)     

压缩应变载荷下氮化镓隧道结微观压电特性及其巨压电电阻效应

电子器件可控性研究在日益追求器件智能化和可控化的当今社会至关重要. 基于第一性原理和量子输运计算, 本文研究了压缩应变载荷对氮化镓(GaN)隧道结基态电学性质和电流输运的影响, 在原子尺度上窥视了氮化镓隧道结的微观压电性, 验证了其内在的巨压电电阻(GPR)效应. 计算结果表明, 压缩应变载荷可以调节隧道结内氮化镓势垒层的电势能降、内建电场、电荷密度和极化强度, 进而实现对隧道结电流输运和隧穿电阻的调控. 在-1.0 V的偏置电压下, -5%的压缩应变载荷将使氮化镓隧道结的隧穿电阻增至4倍. 本研究展现了氮化镓隧道结在可控电子器件中的应用潜力, 也展现了应变工程在调控电子器件性能方面的光明前景.     

GaP相变及热力学性质的理论研究

利用基于密度泛函理论的第一性原理方法研究了闪锌矿和氯化钠结构的GaP的相变及热力学性质.对两种结构的能量体积曲线做公切线,得到了从闪锌矿到氯化钠结构的相变压力约为26.2GPa,与实验结果一致.通过准谐德拜模型得到了不同温度下体积和热膨胀系数与压强的关系,以及不同压强下热容与温度的关系.     

Tunable,continuous-wave single-resonant optical parametric oscillator with output coupling for resonant wave

We present a continuous-wave singly-resonant optical parametric oscillator with 1.5% output coupling of the resonant signal wave, based on an angle-polished Mg O-doped periodically poled lithium niobate(Mg O:PPLN), pumped by a commercial Nd:YVO4laser at 1064 nm. The output-coupled optical parametric oscillator delivers a maximum total output power of 4.19 W with 42.8% extraction efficiency, across a tuning range of 1717 nm in the near- and mid-infrared region.This indicates improvements of 1.87 W in output power, 19.1% in extraction efficiency and 213 nm in tuning range extension in comparison with the optical parametric oscillator with no output coupling, while at the expense of increasing the oscillation threshold by a factor of ～ 2. Moreover, it is confirmed that the finite output coupling also contributes to the reduction of the thermal effects in crystal.     

高压结晶PA1010/SWNT纳米复合材料的热性能及形貌特征

采用六面顶压机制备了尼龙1010(PA1010)/单壁碳纳米管(SWNT)复合材料在350℃、不同压力下处理30min后的高压结晶样品,通过DSC、TGA、SEM、TEM等手段研究了高压结晶样品的结晶行为、热稳定性以及形貌特征。研究结果表明,在实验研究范围内2.0GPa下获得的高压结晶样品的熔点和结晶度最高,分别达到208.5℃和64.6%。SEM结果表明,与常压结晶样品相比高压结晶样品内部显示出更加致密的质地结构。此外,在样品断面还观察到了规则块状晶体的生成。TGA结果显示高压结晶样品的热稳定性显著高于纯PA1010。密度测试结果显示,高压结晶样品的密度几乎均高于纯PA1010,而且高压熔体结晶样品的密度随着压力的升高而增大。     

高效率内腔式2 μm简并光学参量振荡器

报道了一种高效率的2 μm光学参量振荡器. 利用1.064 μm声光调Q Nd:YVO₄激光器抽运基于氧化镁掺杂周期性极化铌酸锂的内腔式光学参量振荡器, 在简并状态实现了稳定高效的2 μm激光输出. 当808 nm激光二极管抽运功率为20 W, Q开关工作频率为15 kHz时, 产生了平均功率为3.5 W、脉冲宽度为1.4 ns的2 μm激光, 光-光转换效率为17.5%, 斜效率为25%. 据我们所知, 该转换效率在2 μm波段内腔式光学参量振荡器中是最高的.     

一种快速水声目标波达方向估计方法

以基追踪为重构算法的水声目标波达方向估计方法在实际的应用中往往运算速度较慢,针对这一问题,在分析水声目标空间稀疏特性的基础上,结合压缩感知理论框架下波达方向估计的特点,提出一种快速水声目标波达方向估计方法。该方法通过逐步减小逼近参数的方式来得到l₀范数最优解,实现水声目标信号的波达方向估计。通过计算机仿真从成功率、运算时间、分辨角度等多个方面与基追踪算法进行比较分析,实验表明:在成功率和分辨角度上所提出算法与基追踪算法性能相当,但运算时间却仅仅是基追踪算法的1/11。     

压电压磁复合材料中一对平行裂纹对弹性波的散射

利用Schmidt方法对压电压磁复合材料中一对平行对称裂纹对反平面简谐波的散射问题进行了分析,借助富里叶变换得到了以裂纹面上的间断位移为未知变量的对偶积分方程．在求解对偶积分方程的过程中,裂纹面上的间断位移被展开成雅可比多项式的形式,最终获得了应力强度因子、电位移强度因子、磁通量强度因子三者之间的关系．结果表明,压电压磁复合材料中平行裂纹动态反平面断裂问题的应力奇异性与一般弹性材料中的动态反平面断裂问题的应力奇异性相同,同时讨论了裂纹间的屏蔽效应．