含中心裂纹梯度纳晶金属的数值模拟

梯度纳晶金属由于其微观组织的梯度分布,力学属性也呈现梯度变化,这使得其表现出不同于传统均匀材料的断裂行为．利用材料力学参数的梯度分布来表征梯度纳晶金属中晶粒尺寸的梯度变化,并编写ABAQUS和MATLAB脚本程序建立分层有限元模型．通过数值模拟计算了含有初始中心裂纹的梯度纳晶金属在受远端均匀拉应力作用下的裂尖J积分,分别研究了屈服应力梯度、裂纹角度和裂纹长度对金属材料断裂韧性的影响,并与传统粗晶进行了对比．结果表明梯度纳米结构的存在导致梯度纳晶金属内部的中心裂纹两端表现出不同的断裂韧性,小晶粒一侧裂尖的抗裂韧性优于大晶粒一侧裂尖,且屈服应力梯度绝对值越大,两者差距越大．梯度纳晶金属的断裂韧性受中心裂纹角度和长度变化的影响与传统粗晶金属基本一致,同时在晶粒尺寸梯度的作用下梯度纳晶的裂尖J积分略低于粗晶,即整体上拥有更好的抗裂韧性．     

高韧性合金钢断裂韧性及疲劳裂纹扩展门槛值的联合试验方法

在柴油机曲轴、连杆等关键零部件的可靠性设计和失效评估中,断裂韧性及疲劳裂纹扩展门槛值分别是衡量材料抵抗裂纹失稳扩展和裂纹开始扩展的重要指标．但是,对于高韧性合金材料,难以通过常规试验所推荐的厚度确定平面应变断裂韧性,而门槛值的测定通常不但非常耗时,且难以直接应用于不同循环特性的实际结构．本文针对高韧性合金钢34CrNi3MoA,提出一种将断裂韧性和疲劳裂纹扩展门槛值试验合二为一的试验方法,即用同一个试件可以同时测定门槛值和断裂韧性．利用断裂韧性关于试件厚度的渐近特性,以几种较薄试件的试验,确定平面应变状态下的断裂韧性．试验结果还表明,裂纹扩展门槛值的试件厚度依存性可以忽略,并给出了任意循环特性（应力比）下的门槛值计算公式．     

基于FDM-DEM耦合的冲击损伤大理岩静态断裂力学特征研究

为探究循环冲击损伤后大理岩的静态断裂力学特征,基于有限差分（finite difference method,FDM）-离散元（discrete element method,DEM）耦合的建模技术构建了三维分离式霍普金森压杆（split Hopkinson pressure bar,SHPB）数值模型,其中杆件系统和岩石试件分别采用FLAC3D和PFC3D程序建模。利用该模型对中心直切槽半圆盘（NSCB）试样进行了恒定子弹速度下的循环冲击,随后对受损试样进行静态三点弯曲断裂实验。通过编写Fish程序,提取试样断裂面数据,对断裂面进行重构并定量计算表面粗糙度。通过与相关室内实验结果的对比分析,验证了本文数值分析的合理性与可靠性。模拟结果表明,随着循环冲击次数的增加,试样内部微裂纹、破碎颗粒均增加。连接力场分布混乱,部分力链发生断裂。力链的变化是试样力学性能劣化的根本原因。在静态三点弯曲断裂实验中,冲击5次后试样的静态断裂韧度较天然试样产生一定程度的降低。试样在静载过程中产生的微裂纹和碎块的数量随循环冲击次数的增加而增加,断裂面粗糙度随循环冲击次数的增加而增加。     

多孔材料强化管内对流换热的数值研究

对多孔材料强化管内换热进行了数值研究,详细讨论了多孔材料厚度(0≤e≤1)和渗透率(10-5≤Da≤10)等参数对管内换热特性和压力损失的影响.结果表明:利用多孔材料调整流场分布,剪薄边界层厚度,能够有效地增强管内换热.当Da=10-4时,管内充分发展Nu数最大能够增至空管时5.5倍左右.但管内压力损失随着多孔材料厚度e的增加或Da数的减小而急剧增大.因此在实际应用中,应采用部分填充多孔材料,文中建议最佳的多孔材料厚度e取O.6左右,此时换热可以得到相当程度的强化,而且压力损失控制在可接受的范围内.     

太阳射电爆发中图像网纹消除的小波NeighShrink方法

绝大多数观测得到的太阳爆发数据中均含有大量的噪声,这给数据的后续处理带来极大的困难。文章分析和研究了NeighShrink阈值函数的特点以及邻域窗口大小的选择依据,在此基础上提出了一种新的小波NeighShrink平方根阈值方法用于图像去噪。首先对太阳爆发灰度图中的每一通道作了规范化处理,在一定程度上去除由于通道间的差异造成的横条纹,然后将预处理后的图像进行小波分解,采用小波Neigh-Shrink平方根阈值函数对其小波系数作阈值处理,最后利用小波反变换恢复图像。实验结果表明该方法可以有效地实现去除干扰、增强有用信息的目的。     

混合染料荧光选择性增强受激拉曼散射Stokes波

报道用不同混合比的罗丹明6G(R6G)和罗丹明B(RB)混合染料荧光选择性放大CCl₄和苯的受激拉曼散射不同阶次Stokes波。CCl₄二至五阶Stokes波分别被混合摩尔比为20∶2,20∶13及20∶40(R6g∶RB)的R6G和RB的混合染料荧光放大;一阶Stokes波强度被混合溶液削弱。这是由于到二至五阶Stokes波分别位于以上三种混合溶液荧光峰附近,并且都远离了R6G和RB的吸收峰,混合溶液的荧光增强作用大于吸收作用,因此这几阶Stokes被混合溶液荧光放大。而CCl₄的一阶Stokes位于RB吸收峰附近,又远离各混合溶液荧光峰,溶液的吸收作用大于荧光增强作用,导致一阶Stokes被混合溶液削弱。文章还报道了苯的一、二和三阶Stokes波分别被不同混合比的R6G和DCM的混合乙醇溶液放大,并预测了该方法应用前景。     

分辨力增强技术的频谱分析

离轴照明和衰减型相移掩模作为重要的分辨力增强技术,不仅可以提高光刻的分辨力,同时还可以改善成像焦深,扩大光刻工艺窗口,实现65~32 nm分辨成像。从频谱的角度分析了离轴照明和衰减型相移掩模对成像系统交叉传递函数和像场空间频率分布的影响,研究这两种技术的物理光学本质,由此进一步优化光学成像系统设计、分辨力增强技术和确定设备使用的参量。对分辨力增强技术的频谱分析研究表明,分辨力增强技术通过调整像场频谱分布,改善了光学光刻的图形质量。对于65 nm密集图形,离轴照明和相移掩模结合后可以使成像衬比度最高达到0.948,工艺窗口在5%曝光范围内焦深达到0.51μm。     

Organic Nanocrystals Based on a Solid-emission-tunable AIEgen for Cell Imaging

The development of fluorescent nanocrystals based on organic small molecules is of great importance in bioimaging due to the merits of easy modification,high brightness and excellent photostability,however suffering from the emission-detrimental aggregation-caused quenching(ACQ)effect.Herein,we successfully designed and synthesized an AIE-active di(N,N-dimethylaniline)-dibenzofulvene(named as NFTPE),which exhibits the crystallization-induced emission enhancement(CIEE)effect.Interestingly,two types of yellow-and orange-emissive crystals for NFTPE were obtained,exhibiting aggregation microenvironment-dependent emission tuning in the solid state.Single-crystal analysis and density functional theory(DFT)calculations reveal that different aggregation microenvironments result in the distinct molecular conformation for various emission.Excitingly,the crystallization of NFTPE in an aqueous solution under the assistance of amphiphilic PEG polymer matrices could be monitored in situ by the fluorescence changes,facilitating the preparation of NFTPE nanocrystals(NFTPE-NCs)by adjusting the aggregation microenvironment.The obtained NFTPE-NCs exhibit the superior performance in cell imaging in respect to high brightness,photostability,and biocompatibility,thus demonstrating the potential in bioimaging applications.     

大范围光纤Bragg光栅压力传感器增敏实验研究

鉴于钛合金材料具有低弹性模量、受温度影响小等特性,设计制作了一种以钛合金管作为光纤Bragg光栅应变增敏衬底元件的高压压力传感器件.通过与电阻应变计实时监控的对比,从实验上研究了光纤Bragg光栅的中心波长偏移对调谐压强的响应.结果表明:这种增敏设计,具有良好的线性响应和可重复性,且与理论推导结果吻合较好.增敏后对压力的响应灵敏度可达0.034 nm/MPa,测压量程可达0~40 MPa,甚至更宽.     

在苯基苯甲酰甲基亚砜体系中高氯酸铥对高氯酸镝的荧光增强效应

合成了九种不同摩尔比的苯基苯甲酰甲基亚砜高氯酸镝、铥异核配合物,通过元素分析、稀土滴定确定其组成为(DyxTmy)L5(ClO4)3·2H2O(x∶y=1.000∶0.000,0.999∶0.001,0.995∶0.005,0.990∶0.010,0.900∶0.100,0.800∶0.200,0.700∶0.300,0.600∶0.400,0.500∶0.500,L=C6H5SOCH2COC6H5).红外光谱及摩尔电导表明,配体通过亚砜基上的氧原子与稀土离子配位,羰基氧不参与配位,三个ClO4-均在外界不参与配位.荧光光谱表明:当Tm3 的掺入量在0.001～0.300 mol之间时,对Dy3 的荧光有极强的敏化作用,且当Tm3 的掺入量为0.010 mol时,敏化强度最大,可使Dy3 荧光强度增加246%.