基于信息化教学平台提升初中物理作业功能性研究

信息化向教育行业渗透的范围越来越大,合理有效地运用技术带来的便利成为每个教育工作者的必修课.随着我国教育的深入发展,我们需要面对教学的各个环节不断向精细化与实效化发展的客观要求,以及来自各方面因素的参与需要.课后作业作为教学过程中重要的一环同样包括在内.本文的研究方向为信息化平台在初中物理课后作业中的应用,通过研究发现,信息化平台的使用对于初中物理作业功能性的提升会产生积极的作用.     

Orbital-Free Density Functional Theory for Molecular Structure Calculations

We give here an overview of the orbital-free density functional theory that is used for modeling atoms and molecules.We review typical approximations to the kinetic energy,exchange-correlation corrections to the kinetic and Hartree energies, and constructions of the pseudopotentials.We discuss numerical discretizations for the orbital-free methods and include several numerical results for illustrations.     

新型旋转挤出流变仪

聚合物加工是决定塑料制品最终结构性能的中心环节,其重要的理论基础是聚合物流变学,研究聚合物流变行为的关键仪器是流变仪.但现有流变仪大多基于简化的流动模型,与实际复杂加工条件不符,难有效揭示聚合物在复杂应力场/温度场作用下的流变行为.我们基于前期发明的聚合物管旋转挤出加工技术和装备,研制了新型旋转挤出流变仪,可实现挤出/旋转的不同组合和管内外壁双冷,实施和调控旋转挤出中多种运动模式和应力场及温度场,实时检测挤出/旋转速度、应力、温度场,显示记录有关数据,既可用于研究实际加工复杂条件下聚合物加工流变行为,也可用于制备高性能多功能聚合物微导管.本文综述了新型旋转挤出流变仪的结构特点和原理及其在流变测试与聚合物微导管制备方面的应用.     

基于非局部应变梯度理论功能梯度纳米板的弯曲和屈曲研究

以纳米机器人等智能器件中的功能梯度纳米板结构为研究对象,基于非局部应变梯度理论,研究了其弯曲和屈曲问题.推导了一般情况下的功能梯度纳米板运动方程,弯曲和屈曲作为其特例可简化而成.分析了非局部尺度参数、材料特征尺度参数、梯度指数、纳米板尺寸等对弯曲挠度和临界屈曲载荷的影响.结果表明:不同高阶连续介质力学理论下的最大挠度都随梯度指数的增大而增大,正方形纳米板挠度较小,且板厚越大,弯曲挠度越小;最大挠度随非局部尺度参数的增大而增大,随材料特征尺度参数的增大而减小.临界屈曲载荷随梯度指数的增大而减小,随板厚、长宽比的增大而增大,随非局部尺度的增大而减小,随材料特征尺度的增大而增大.非局部应变梯度高阶弯曲和屈曲中存在结构软化与硬化机制,两个内特征参数之间具有耦合效应,当非局部尺度大于材料特征尺度时,非局部效应在功能梯度纳米板力学性能中占主导作用;当材料特征尺度大于非局部尺度时,应变梯度效应占主导作用.解析结果还证明了当非局部尺度等于材料特征尺度时,非局部应变梯度理论结果退化为经典结果.     

粘弹性地基上含孔隙的石墨烯增强功能梯度板的振动

为分析粘弹性地基上含孔隙的石墨烯增强功能梯度板的自由和强迫振动特性,基于三参数粘弹性地基模型及复合材料薄板理论,建立了粘弹性地基上含孔隙石墨烯增强功能梯度板的运动方程,用伽辽金法求解其固有频率和动力响应,并通过数值算例分析了粘弹性地基参数、孔隙率、孔隙类型及石墨烯纳米片分布模式、含量等因素对自由振动和动力响应的影响.结果表明,固有频率随着孔隙率的增大非单调变化,孔隙率对固有频率的影响随着地基参数、孔隙类型的不同而不同.另外,在三种孔隙类型中,上下表面层含有最少孔隙数量的板的动挠度最小,且其动挠度随着孔隙率的增大而微弱提高.     

功能梯度简支矩形板的非线性动力响应

研究了功能梯度简支矩形板在横向简谐激励作用下的非线性动力响应问题.采用幂律分布规律描述功能梯度材料的等效材料参数,基于Galerkin法建立了系统广义坐标的常微分控制方程.利用平均法得到了系统的幅频响应特性,分析了功能梯度矩形薄板的非线性主共振特性.数值算例验证了平均化方法的正确性,揭示了功能梯度平板主共振响应中的多值性和跳跃现象;同时分析发现初始条件会改变功能梯度平板主共振的响应幅值.最后讨论了功能梯度材料的梯度指数对系统幅值响应的影响.     

多孔铁电陶瓷冲击压缩响应与损伤演化的离散元数值模拟

采用flat-joint粘结模型,建立多孔铁电陶瓷在一维应变冲击压缩下的PFC (particle flow code)颗粒流离散元模型,通过数值模拟再现了平板撞击实验中实测的自由面速度剖面历史,并揭示了多孔铁电陶瓷在冲击压缩下的响应过程与损伤演化机制。多孔铁电陶瓷在冲击压缩下的响应过程可分4个阶段:弹性变形、失效蔓延、冲击压溃变形、冲击Hugoniot平衡状态;其中,失效蔓延的内在机制是由剪切裂纹的成核与增长,而冲击压溃变形的主要机制是孔洞的塌缩以及层状剪切裂纹的形成与扩展;冲击速度与孔隙率对铁电陶瓷的响应有显著的影响,Hugoniot弹性极限强烈依赖于孔隙率,但与冲击速度的大小无关,宏观损伤累积随着冲击速度和孔隙率的增加而增加。     

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.