基于光纤光镊的粒子捕获与操纵

光镊技术利用光的力学特性实现对微纳尺度物体的操纵,是研究自然科学中微观物质的重要技术手段.光纤光镊因其结构紧凑、便于集成、操作灵活、适用范围广等优点,成为广泛应用于光学捕获和光学操纵的工具.本文综述了近年来光纤光镊在微观粒子光学操纵方面的研究进展,以单模光纤、多芯光纤、环形芯光纤、同轴双波导光纤为例介绍了光纤光镊对目标...     

求解I型裂纹构元J积分的半解析方法

表征裂纹尖端应力应变场程度的J积分是一个定义明确、理论严密的弹塑性断裂力学基础参量. 目前J积分的计算主要是依靠塑性因子法和有限元法,但对各类裂纹构元获得J积分以及载荷-位移关系的解析公式以实现材料断裂韧性理论预测和材料测试是断裂力学的重要和困难的任务. 以J积分为参量的材料断裂测试中应用最广的是I型裂纹试样的断裂韧性测试. 本文在平面应变条件下,针对断裂韧性测试中使用的6种I型裂纹构元,基于能量等效假设,提出了J积分-载荷和载荷-位移的工程半解析统一表征方法,进而结合有限元分析的少量计算获得J积分-载荷和载荷-位移关系的半解析公式待定参数. 分析表明,6种I型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移统一公式的预测结果与有限元结果吻合良好. 新提出的J积分-载荷工程半解析公式包含了材料的弹性模量、应力强度系数和应变硬化指数,能够广泛适应不同的材料,且运用该公式能够方便获取任意载荷点对应的J积分值. 应用新方法可便于获得各类I型裂纹构元的J积分-载荷和载荷-位移工程半解析公式.      

Enhancing the thermoelectric performance through the mutual interaction between conjugated polyelectrolytes and single-walled carbon nanotubes

We present a method of constructing composites composed of conjugated polyelectrolytes(CPEs)and singlewalled carbon nanotubes(SWCNTs)to obtain a high-performing flexible thermoelectric generator.In this approach,three kinds of polymers,namely,poly[(1,4-(2,5-didodecyloxybenzene)-alt-2,5-thiophene](P1),poly[(1,4-(2,5-bis-sodium butoxysulfonate-phenylene)-alt-2,5-thiophene](P2),and poly[(1,4-(2,5-bis-acid butoxysulfonic-phenylene)-alt-2,5-thiophene](P3)are designed,synthesized and complexed with SWCNTs as thermoelectric composites.The electrical conductivities of the CPEs/SWCNTs(P2/SWCNTs,and P3/SWCNTs)nanocomposites are much higher than those of non-CPEs/SWCNTs(P1/SWCNTs)nanocomposites.Among them,the electrical conductivity of P2/SWCNTs with a ratio of 1:4 reaches 3686 S·cm^-1,which is 12.4 times that of P1/SWCNTs at the same SWCNT mass ratio.Moreover,CPEs/SWCNTs composites(P2/SWCNTs)display remarkably improved thermoelectric properties with the highest power factor(PF)of 163μW·m^-1·K^-1.In addition,a thermoelectric generator is fabricated with P2/SWCNTs composite films,and the output power and power density of this generator reach 1.37μW and 1.4 W·m;(cross-section)at△T=70 K.This result is over three times that of the thermoelectric generator composed of non-CPEs/SWCNTs composite films(P1/SWCNTs,0.37μW).The remarkably improved electrical conductivities and thermoelectric properties of the CPEs/SWCNTs composites(P2/SWCNTs)are attributed to the enhanced interaction.This method for constructing CPEs/SWCNTs composites can be applied to produce thermoelectric materials and devices.     

BP神经网络电子束扫描均匀度校正系统

 电子束的扫描均匀度是工业辐照电子直线加速器的重要技术指标，该校正系统利用人工神经网络中的误差反向传播法可以对扫描电流波形进行校正，以克服扫描磁场引起的电子束形状变化、位置改变等造成的电子束分布的不均匀性，从而使扫描曲线的归一化均方偏差达到1.8%。     

金属材料的强度与应力–应变关系的球压入测试方法

压入法获取材料单轴应力–应变关系和抗拉强度对服役结构完整性评价有重要的基础意义.假定材料均匀连续、各向同性、应力应变关系符合Hollomon律,基于能量等效假定,即代表性体积单元(representative volume element, RVE)的von Mises等效和有效变形域内能量中值等效假定,本文提出了关联材料载荷、深度、球压头直径和Hollomon律的四参数半解析球压入(semi-analytical spherical indentation, SSI)模型.通过球压入载荷–深度试验关系获得材料的应力–应变关系和抗拉强度.考虑压入过程中的损伤效应,针对金属材料提出了用于球压入测试的材料弹性模量修正模型.对11种延性金属材料完成了球压入试验,采用本文提出的球压入试验方法测到的弹性模量、应力–应变关系和抗拉强度与单轴拉伸试验结果吻合良好.     

随机Gilpin-Ayala互惠模型研究

采用M-矩阵及Liapunov函数等方法,研究了随机Gilpin-Ayala互惠模型解的稳定性,并给出若干随机Gilpin-Ayala互惠模型的正平衡解稳定的充分条件.同时修正了文献-《Stability of Stochastic Gilpin-Ayala competition Models》的若干错误.     

电子直线加速器磁控管频率稳定的自适应线性神经元方法

 电子直线加速器电子束能量的稳定与否取决于功率源工作频率的稳定性,磁控管在短时间内的散谱和轻微跳谱造成稳频系统的控制精度下降,最后电子束的扫描均匀度下降。引入自适应线性神经元方法(ADALINE)和噪声对消技术以消除对工作频率长期稳定性的影响,从而保证了电子束的扫描均匀度。     

金属多级类蜂窝的压溃行为研究

通过实验和数值模拟方法系统研究了单胞壁开孔金属多级类蜂窝与双胞壁开孔金属多级类蜂窝的压溃行为.重点分析了试件尺寸、开孔位置、孔偏距和孔梯度等因素对多级类蜂窝力学性能的影响.结果表明,多级类蜂窝的压溃过程可分为3个阶段:弹性变形、屈曲变形以及密实;单胞壁开孔多级类蜂窝的压溃过程趋向于渐近内凹压溃,而双胞壁开孔多级类蜂窝趋向于轴向压溃;试件尺寸对多级类蜂窝的力学行为有明显的影响,当胞元数达到一定数目时,其力学性能几乎与蜂窝胞元数无关.单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力大于双胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力,但其平均压溃应力小于双胞壁开孔多级类蜂窝的平均压溃应力;与传统蜂窝相比,蜂窝胞壁开孔设计降低了蜂窝材料的比吸能;孔偏距的存在导致单胞壁开孔多级类蜂窝的峰值应力降低,但随着孔偏距的增加其平均压溃应力呈先减低后增加趋势;多梯度孔设计对多级类蜂窝材料的力学性能有重要影响,与均匀孔多级类蜂窝相比,正梯度孔分布设计降低了多级类蜂窝峰值应力,但提高了其平均压溃应力;多梯度孔分布设计对多级类蜂窝的峰值应力和平均压溃应力影响不大.