含水合物沉积物的弹塑性本构模型

土的密度对其力学特性具有明显影响.水合物以一种固相赋存于沉积物的孔隙中,使得水合物的含量和其赋存形式都会影响含水合物沉积物(GHBS)的密度,因此在研究和描述含水合物沉积物的力学性质时应考虑水合物含量和赋存形式对其密度的影响.本文基于黏土和砂土统一的本构模型(CSUH模型),首先建立水合物体积分数与压硬性参量的关系式来反映水合物对沉积物压缩规律的影响.其次,为了合理考虑水合物含量和赋存形式对沉积物密度的影响,建立了可以描述有效初始孔隙的计算式,并将其引入到状态参量中来描述水合物对沉积物剪胀性和峰值强度的影响.最后,结合CSUH模型中水滴形屈服面,建立了一个含水合物沉积物的弹塑性本构模型.通过与室内试验结果比较,验证了该模型不仅能够合理地描述不同赋存形式、不同水合物含量下含水合物沉积物的应力应变关系,而且在描述具有相同赋存形式含水合物沉积物的力学特性时,不同的水合物含量只需采用一组参数.      

(CoAl)n (1 ≤ n ≤ 6)合金团簇的结构、稳定性和磁性理论研究

采用密度泛函理论中的广义梯度近似 (DFT-GGA)对(CoAl)n (1≤n≤6)合金团簇的几何、电子结构和磁性进行了系统的研究。计算结果表明(CoAl)n (1≤n≤6)合金团簇在基态附近出现许多能量十分接近的低能量态,有能量简并态存在,表现出经典的过渡金属密堆积结构;同时在(CoAl)5和(CoAl)6团簇中,有磁性双稳态存在。合金团簇的结合能随着团簇尺寸的增大而增大。CoAl团簇获得了最大的带隙,表现出强的化学惰性,带隙在n>3之后出现明显的奇偶变化规律,且整体呈下降趋势,这种现象源于团簇中共价键、离子键的相互竞争。(CoAl)n ( 1≤n≤6)的总磁矩随尺寸大小呈半梯形状的变化趋势,其中CoAl团簇的磁矩为2 μB,(CoAl)2,(CoAl)3 磁矩为4μB,(CoAl)4,(CoAl)5,(CoAl)6 为6μB,这种磁性变化规律在文中也从磁序排列、电荷转移以及自旋极化等方面进行了详细讨论。     

阳离子交换皂石黏土在基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析中的应用

将一种人工合成的无机聚合物——蒙脱石皂石黏土（smectite,Sm）应用于基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱分析（matrix-assisted laser desorption/ionization time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF-MS）,以检测糖类化合物。 将传统的有机基质2,4,6-三羟基苯乙酮（trihydroxyacetophenone, THAP）与阳离子交换后的皂石黏土混合制备成新型复合基质,应用于糖类化合物的检测。通过比较不同的制样方法,测定不同分子直径的糖类化合物,发现由于受复合基质晶面间距的限制,只有小分子糖类化合物能进入晶面间隙充分接触有机基质并被离子化,从而实现对小分子糖类化合物的选择性检测。     

立井冻土爆破冻结管振动力学响应研究

以赵固二矿西风井冻结爆破掘进施工为背景,对爆破作用下冻结管的振动力学响应进行了研究.依据爆炸应力波理论,分析了考虑P波垂直入射时冻结管的力学响应机制.采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件模拟了冻结管受爆炸作用下的振动响应规律:振动波入射冻结管同一截面各测点振动速度相差不大,背爆侧振动速度最大,与P波入射成45°...     

激光选区熔化增材制造中的粉体热动力学行为

激光选区熔化(SLM)可以直接成形近全致密、性能接近锻件的复杂结构金属零件, 是金属增材制造(3D打印)领域的热点技术之一. SLM成形过程中粉末颗粒的热/动力学行为复杂, 与零件成形缺陷及力学性能紧密相关. 本文介绍了离散单元法(DEM)与计算流体力学(CFD)联合建模在SLM中的创新应用, 结合粉末床原位测试及成形在线监测, 探索SLM粉末铺设和粉末床熔融两个工艺环节的复杂粉体热/动力学行为机制. 研究发现, 粉末铺设过程中: 粉体的黏结效应、壁面效应和渗流效应3种机制相互竞争、共同支配粉末动力学行为并最终决定粉末床铺设质量. 粉末床熔融过程中: 熔池喷发的高温金属蒸汽带动环境保护气体形成内旋涡流, 由此驱动散体粉末形成复杂流固耦合运动, 导致粉末床飞溅与剥蚀现象; 热浮力效应对粉末运动不起主导作用. 文中提出了DEM-CFD双向动态耦合模型, 可以充分考虑离散粉末与熔池蒸发气体之间的热力耦合作用, 为SLM粉体熔融热/动力学行为的仿真模拟提供了一种新途径.      

等离子体性质对磁泡的影响

利用三维混合模拟程序计算了大量超热碎片离子在低密度背景等离子体中爆炸膨胀的过程.通过定量计算磁泡的变化过程和磁泡对碎片云运动的约束效果,分析了背景等离子体电荷密度、背景离子原子量、碎片离子荷质比等参数对磁泡的影响.计算结果表明,背景电荷密度对磁泡和碎片云的运动有重要影响.在碎片云扩张早期,背景离子原子量对磁泡扩张影响较小,但对后期碎片云的运动有一定影响.当碎片离子荷质比较小时,离子回旋半径大于磁泡半径,此时磁泡半径较小,且磁泡无法约束碎片云.当碎片离子荷质比较大时,离子回旋半径小于磁泡半径,如果此时背景电荷密度较低,磁泡和碎片云的早期扩张几乎不受碎片离子荷质比影响,但对系统后续演化有一定影响,如果此时背景电荷密度较大,碎片离子荷质比对磁泡和碎片云的运动有较大影响.     

电子荷质比测定的几个关键问题研究

基于电子荷质比的测定涉及光、电、机、磁、计算机等多方面知识和多种测量技术,学生在理解和实验操作时有一定的难度,从整体上讨论了做好该实验需要注意的几个关键问题,从而让学生对该实验有比较全面的理解。     

利用付立叶红外光谱与付立叶拉曼光谱初探超细羊毛粉的光谱行为

采用付立叶红外(FT-IR)和付立叶拉曼(FT-Raman)光谱仪,对美利奴原毛、机械磨碎羊毛粉、氯化或氧化预处理后经酶水解的超细羊毛粉进行分析。研究结果表明:机械磨碎羊毛粉,其化学结构与原毛相比无明显变化;氯化或氧化预处理后经酶水解的超细羊毛粉的IR谱图发生了较大的变化,羊毛大分子中胱氨酸最终氧化为磺基丙氨酸,且原胱氨酸二硫键发生了断裂,生成新的半胱氨酸磺酸盐;同时预处理时间越长,羊毛粉的平均直经越小,新产生的1 044 cm-1、1 026 cm-1吸收信号也越强。     

不同基属渣油正戊烷及正庚烷沥青质结构组成研究

采用SARA四组分分离方法得到石蜡基玉门常压渣油和环烷基马瑞常压渣油的C₅和C₇沥青质,结合¹H-NMR、FT-IR、VPO及元素分析等方法,对沥青质的结构组成和官能团形态进行表征,考察不同基属渣油沥青质以及不同沉淀剂所得沥青质的结构组成差异。结果表明,四种沥青质的官能团类型基本一致,但分子结构单元存在一定差异,相比于环烷基马瑞沥青质,石蜡基玉门沥青质的分子结构单元更大,芳碳分率较小,但H_AU/C_A值也较小,分子缩合程度更高;随沉淀剂碳链增长,沥青质收率减少(相同原料的正庚烷沥青质收率约为正戊烷沥青质的80%左右),H/C降低,平均相对分子量升高,C7沥青质具有更高的芳碳率f_A和更多的结构单元数。各类沥青质中均存在较多的饱和结构,饱和碳分率约为0.5。     

红色黏土型金矿中金与其伴生元素的关系

红色黏土型金矿是近年来发现的金矿新类型。利用中子活化分析方法研究了As、Sb等元素与Au的相关关系,为红色黏土型金矿勘探提供了一种新的思路,并通过分析含与其它微量元素的关系,可以看出,该金矿床为一种除金以外的多金属金矿,可以综合利用。