基于有限元模拟的超声应力系数标定及分析*

应力系数的标定作为超声应力检测最为关键的环节,直接决定应力检测结果的准确性。传统的应力系数试验标定对于被测物的表面粗糙度、耦合剂厚度、声匹配块与被测物接触力等因素十分敏感,但缺少基本参照值。基于COMSOL建立多物理场耦合的超声应力检测模型,施加不同的拉伸载荷,计算临界折射纵波到达时间与不同应力值之间的关系,模拟标定45#钢的超声应力系数为13.7MPa/ns。单轴水平拉伸试验标定的45#钢应力系数为16.5MPa/ns。结果表明,通过两种方法标定的应力系数较为接近,试验标定的应力系数偏大,这是由于有限元方法能够消除试验过程中各种不确定因素对声时精确测量所造成的影响,能够更加纯粹的反映材料的声弹性效应,因此具有作为基础数据的参考价值。有限元方法作为传统试验方法的补充,可以减小试验标定数据的离散性,提高超声应力检测结果的可信度。     

沿板平面材料梯度变化功能材料板件分析

本文发展一种功能梯度构件分析的细观元法.细观元法在构件的常规有限元内部设置密集观细单元以反映材料特性变化,又通过协调条件将各细观元结点自由度转换为同一常规有限元自由度,再上机计算.这种细观元法既能充分反映材料功能梯度沿各方向任意变化特性;而其计算单元又和常规有限元一样,是一种针对功能梯度结构分析的有效数值方法.现有功能梯度板件分析中无论对不同形状还是不同边界的功能梯度构件,其材料特性均沿板厚度方向梯度变化,本文用细观元法进行计算与分析,给出了目前尚未得到的沿板平面方向功能梯度变化构件的力学量三维分布形态.     

飞行器上层大气层空气动力特性探讨

针对近地轨道飞行器所面临的上层大气层(100～300 km)空气动力学问题,对几类典型航天器构型的上层大气层气动力特性进行了分析,给出了典型气动布局在该空域的气动力基本规律,取得了对上层大气层气动力关键影响因素的初步认识.在上层大气层,飞行器的绕流属于自由分子流状态.研究发现,气体分子与不同材质物面的相互作用反映出截然...     

纳米-微米复合孔泡沫陶瓷固定化脂肪酶

考察了泡沫陶瓷的孔径分布和表面性质对脂肪酶固定化的影响.研究表明,泡沫陶瓷的纳米孔孔径分布非常适合脂肪酶的固定化,对固定化酶的催化效率有决定性的影响.经1h的定化,泡沫陶瓷固定化酶的活性达商业化硅藻土固定化酶的1.33倍,体积活力为其2.63倍,蛋白载量为45.36mg/g陶瓷,比活为1215.39U/g,活力回收为41.2%.泡沫陶瓷固定化脂肪酶在有机相乙酸乙酯合成中表现优良,连续使用5次,每次反应3h,乙酸转化率均在93%左右.     

DRESOR法求解超短脉冲在一维非均匀介质中的瞬态辐射传输

本文中DRESOR法(Distributions of Ratios of Energy Scattered Or Reflected)应用于求解一维非均匀介质内的瞬态辐射传输问题.结果表明,反射热流的双峰分布现象能够体现介质内部的非均匀分布特征,并且能够通过分析其特点推断非均匀介质的中间界面位置.通过DRSESOR法计算得到的高方向分辨率的辐射强度体现了其在决定非均匀介质表面位置的独特优势.最后,对双峰分布现象的存在条件进行了探讨.     

并联换热系统中冷媒分配的优化分析

为减小并联换热系统的质量,本文在一定的简化和假设之上,建立了其流动与传热的物理和数学模型;并以系统总换热面积最小为优化目标,通过对分配系数的变量转换,提出了一种可准确求解最佳分配系数的方法,并对计算结果进行了讨论,发现分配系数的结果与势容耗散最大基本一致.根据计算结果.本文给出了支路较少时分配系数与换热支路效能之间的近似关联式.     

Te溶剂Bridgman法CdMnTe晶体核辐射探测器的制备和表征

碲锰镉(CdMnTe)作为性能优异的室温核辐射探测器材料,可用于环境监测和工业无损检测领域。本文中采用Te溶剂Bridgman法生长In掺杂Cd_0.9Mn_0.1Te晶体,制备成10 mm×10 mm×2 mm大小的室温单平面探测器,研究了该探测器对²⁴¹Am@59.5 keV γ射线源的能谱响应。通过表征红外透过率、电阻率以及探测器能谱响应等参数,综合评定了探测器用CdMnTe晶体的质量、电学和探测器性能。结果表明,晶片的红外透过率均在55%以上,最好可达到60%。采用湿法钝化,100 V偏压下的漏电流由钝化前的9.48 nA降为钝化后的7.90 nA,钝化后的电阻率为2.832×10¹⁰ Ω·cm。在-400 V反向偏压下,CdMnTe探测器对²⁴¹Am@59.5 keV γ射线源的能量分辨率在钝化前后分别为13.53%和12.51%,钝化后的电子迁移率寿命积为1.049×10^-3 cm²/V。研究了探测器的能量分辨率随电压的变化特性,当偏压≤400 V时,探测器的能量分辨率主要由载流子的收集效率决定,而当偏压>400 V时,能量分辨率由漏电流决定。本文研究结果表明,Te溶剂Bridgman法生长的CdMnTe晶体质量较好,电阻率和电子迁移率寿命积满足探测器制备需求。     

Tolman length of simple droplet: Theoretical study and molecular dynamics simulation

In 1949, Tolman found the relation between the surface tension and Tolman length, which determines the dimensional effect of the surface tension. Tolman length is the difference between the equimolar surface and the surface of tension. In recent years, the magnitude, expression, and sign of the Tolman length remain an open question. An incompressible and homogeneous liquid droplet model is proposed and the approximate expression and sign for Tolman length are derived in this paper. We obtain the relation between Tolman length and the radius of the surface of tension(R_s) and found that they increase with the Rs decreasing. The Tolman length of plane surface tends to zero. Taking argon for example, molecular dynamics simulation is carried out by using the Lennard–Jones(LJ) potential between atoms at a temperature of 90 K. Five simulated systems are used, with numbers of argon atoms being 10140, 10935, 11760, 13500, and 15360, respectively. By methods of theoretical study and molecular dynamics simulation, we find that the calculated value of Tolman length is more than zero, and it decreases as the size is increased among the whole size range. The value of surface tension increases with the radius of the surface of tension increasing, which is consistent with Tolman’s theory. These conclusions are significant for studying the size dependence of the surface tension.     

基于SSPCM的新型储能型太阳能蒸馏器实验研究

本文基于定型相变材料(SSPCM)建立了新型储能型太阳能蒸馏器的实验系统,并分别对普通SSPCM和高导热SSPCM的蒸馏特性进行了实验研究.研究发现:与传统太阳能蒸馏器相比,基于普通SSPCM的储能型蒸馏器的日产量提升了 7.5％,采用高导热SSPCM的日产量提升了 39％.此外,本文还对蒸馏器结构进行了优化研究,研制...     

ZnO纳米棒在Si衬底上外延生长研究

运用热蒸发ZnO粉末法,以金做催化剂,分别在Si(100)和Si(111)两种基片上外延生长了ZnO纳米棒(样品分别标为1#和2#).通过X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析,结合ZnO与Si的晶格结构特征,从理论上得出了两个样品的晶格匹配关系.1#样品:[0001]ZnO∥[114]Si,[0001]ZnO∥[1-1-4]Si,[0001]ZnO∥[11-4]Si,[0001]ZnO∥[1-14]Si,失配度为1.54;;2#样品:[0001]ZnO∥[111]Si,[21-1-0]ZnO∥[11-0]Si,[1-21-0]ZnO∥[1-01]Si ,[1-1-20]ZnO∥[011-]Si,失配度为18.12;.研究表明Si衬底对ZnO纳米棒生长方向具有调控作用.