双应力平台星形结构的设计与力学性能

为实现多孔格栅类结构平台应力和能量吸收的可调控,提出了一种双应力平台星形结构的设计方法,设计并制备了3种双应力平台星形结构。采用实验、理论分析与数值模拟相结合的方法研究了结构在面内压缩载荷下的力学行为和能量吸收性能。结果表明,双应力平台星形结构的载荷-位移曲线呈现两个明显的平台阶段,结构的几何参数和肋板数对结构变形的稳定性以及平台应力的大小存在显著影响。平台应力的理论预测结果与实验、数值模拟结果吻合较好。通过调整相应的设计参数,能够有效地调控结构在压缩过程中的平台应力和能量吸收能力。为了进一步提高双应力平台星形结构的能量吸收性能,以结构的质量和比吸能为设计变量,进行了多目标优化。采用基于径向基耦合多项式函数代理模型和遗传算法（NSGA-Ⅱ）,使结构比吸能最大化的同时质量最小化。与最初设计的结构相比,优化后结构的质量减小了6.0%,比吸能提高了21.5%。     

磁场-重力悬浮力学振子的反馈冷却

悬浮力学振子是近年来发展起来的新型高灵敏的力学探测手段,相比于固态力学振子,悬浮系统由于和外部环境完全没有物理接触,有着非常高的品质因子,在弱力测量,波函数塌缩测量等方面非常具有潜力。讨论了反馈冷却的机制,利用NdFeB永磁体对乙二醇600液滴实现了抗磁悬浮,并且用一个微线圈对其两个振动模式进行了反馈冷却,在常温300 K和真空环境10^-5 mbar中达到了实现了几百mK量级的冷却。实验结果与理论预测的最低有效温度吻合,为将来深入研究宏观量子现象提供了一个良好的平台。     

四氨羰甲基对-叔丁基杯[4]芳烃的合成及聚集行为

对-叔丁基杯[4]芳烃与溴乙酸乙酯反应,得到锥式、1,2-交替、1,3-交替和部分锥式构象的四取代衍生物;将锥式、1,2-交替和1,3-交替构象的四乙酸乙酯取代衍生物在氨的甲醇溶液中进行氨解得到相应的酰胺产物.通过核磁研究比较了氨解产物的自聚集情况.锥式构象四氨羰甲基对-叔丁基杯[4]芳烃分子在氯仿溶剂中的分子间作用力很弱,容易溶剂化,溶剂中核磁谱图不能观察到分子聚集;而1,2-交替构象的四氨羰甲基对-叔丁基杯[4]芳烃分子间存在相当强的作用力,在氯仿中的溶解性较差,核磁谱图表明分子在氯仿溶剂中有分子聚集的现象.1,3-交替构象的四氨羰甲基对-叔丁基杯[4]芳烃分子可以形成一定的聚集体,在高浓度时是聚集体的形式;在浓度较低或者加入酸予以破坏时,溶液中是以单体的形式存在.     

非链式化学HF（DF）激光器工作气体中电子分离的非稳定性和气体放电等离子体的自组织现象

报道了放电引发的非链式HF（DF）激光器中的激活介质由电子碰撞负离子分离引起的电离非稳定性。这种非稳性出现在电极空间分离、脉冲CO2激光加热的基于sF6的混合气体的大体积放电中。实验研究了自引发体放电过程中由激光加热引起的放电等离子体的自组织现象以及由此在放电间隙的大部分区域形成的准周期等离子体结构。重点分析了等离子体结构随气体温度和注入能量的变化,讨论了等离子体自组织对电子碰撞分离不稳定性所产生的影响,解释了混合气体中由于电子碰撞使负离子消失导致的单等离子体通道移动的产生机理。     

基于多尺度特征应变均匀化计算HCP多晶体塑性

结合基于位错密度的晶体塑性模型与特征应变均匀化方法来分析HCP晶体结构材料的力学行为,拟开发一种计算模型用于有效捕捉以及预测微观与结构尺度的裂纹产生。首先,与传统的晶体塑性有限元相比,该多尺度模型可以提高计算效率并同时保持微观尺度的捕捉精度。其次,将模型与试验结果的差值为优化目标,在满足物理学定义的条件下得到合理的材料参数。最终,结构尺度的模拟显示该模型可以获取在结构尺度与微观晶粒尺度的潜在裂纹生长区域。     

基于Tracker的雪崩现象演示实验

为了对雪崩现象进行实验演示,利用示波器、信号放大器、扬声器和Tracker软件,搭建了声波诱导崩塌的实验装置．利用该装置测量并计算了在不同频率声波诱导下,5种石英砂堆的静止角、稳定角和崩塌角,获得了其崩塌峰值频率与颗粒粒径的关系．     

宽板塑性弯曲成形过程中的板厚变化规律

根据宽板弯曲过程中的变形与应力分布特征，提出了一种计算弯曲过程中板料厚度随弯曲程度变化的新的近似解答方法．该方法基于塑性增量理论，应用塑性成形过程的体积不变假设和弯曲过程的平面假设．作为算例，得到了理想刚塑性材料的板料厚度、变薄系数以及应变中性层内移系数随板料弯曲内表面曲率半径变化的规律，并与实验数据进行了比较，两吻合良好．     

虹与霓现象的MATLAB仿真研究

根据霓虹的光学原理,用MATLAB编程,结合APP Designer,对霓虹现象进行仿真模拟;仿真APP允许操作者改变输入参数,形象直观、可视化地输出仿真结果,并找到在实物实验中方便测量最小偏向角的方法.通过实物实验,进一步验证仿真模拟的正确性,为学生深入理解霓虹的形成提供一种虚拟演示手段.     

非保守力作用下杆的塑性动态稳定性

本文用Liapunov第二方法分析非保守力作用下直杆的塑性动态稳定性.杆处于粘性阻尼介质中,并受到切向均布的随动载荷作用.分析中在应力-应变关系中引入了应变率效应.导出了一个稳定性条件,并求出了临界失稳载荷,讨论了应变率效应对杆的稳定性的影响.     

通断电自感综合演示实验

高三物理教材中的自感现象,大多是通过J2425型变压器原理说明器进行演示。有的学校可能没有,而且同用一件仪器,两次分别演示通电自感现象和断电自感现象,课堂上存在着操作麻烦的严重弊端,同时也不能给学生一个通断电自感的完整印象。为此,我对原演示实验进行了一些改进,不但能使通、断电自感现象一次完成,达到使用方便、印象完整的目的,而且还可观察断电后瞬时感生电流(电动势)的方向,有助于验证教材中所述“自感电动势总是阻碍导体中原来电流的变化的”这个结论。实验电路如图所示。