B和N原子掺杂超长(3,3)单壁碳纳米管的从头算研究

用从头算的周期边界条件方法,建立了(3,3)型超长单壁碳纳米管的新模型.使用B3LYP/3-21G方法计算了B和N掺杂纳米管的结构参数、掺杂能量、能带结构以及能隙.研究表明,B和N原子掺杂的(3,3)型单壁碳纳米管具有直接带隙半导体特征,其α轨道计算所得能隙值分别为1.797和2.041 eV.     

不同载荷下3Cr13不锈钢涂层磨损寿命研究

在T-11摩擦磨损试验机上研究了不同载荷下高速电弧喷涂3Cr13不锈钢涂层的磨损寿命.提出载荷-涂层磨损寿命耦合的关系函数方程.通过对涂层磨损形貌观察,分析了不同载荷对磨损失效机制的影响.结果表明:当载荷较低时,涂层磨损寿命分散程度大,磨损主要失效机制为点蚀和剥落;当载荷较高时,涂层磨损寿命分散程度小,分层是引发涂层磨损失效的关键机制.     

建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法

为充分利用成组疲劳试验数据和疲劳强度试验数据,获得较高精度的P-S-N曲线,提出了一种建立P-S-N曲线的双加权最小二乘法。该方法充分考虑了疲劳试验方法、疲劳试验数据分散性和试件样本容量对P-S-N曲线建立的影响,构建了不同来源误差的分配模型。它首先利用疲劳试验的最小样本容量判据处理成组试验数据,导出试验数据分布p分位点的置信区间长度,并进行第一次加权拟合。再结合疲劳强度试验数据,进行第二次加权拟合,推导出了任意可靠度下的P-S-N曲线。作者对17组金属材料和PMMA(聚甲基丙烯酸甲酯)材料进行了统计分析以验证所建立的P-S-N曲线的拟合能力、合理性和预测精度,结果表明建立的P-S-N曲线具有较高的精度和可信度。     

CFRP布加固具有边缘裂纹板条的疲劳性能

将碳纤维增强复合材料(CFRP)布在板条两表面双面粘贴加固具有边缘穿透裂纹的板条,研究了加固板条在两端循环拉伸载荷作用下的断裂和疲劳性能.首先建立了CFRP布加固板条粘结层与CFRP布/板条的界面剪应力控制方程,并求得两端均布拉力作用下CFRP布加固具有边缘穿透裂纹的板条的界面剪应力解析解.其次,利用叠加原理推导了CFRP加固板条裂纹尖端的应力强度因子表达式,分别给出了其Paris和Elber模型疲劳寿命公式,通过与相关实验结果的比较,发现Elber模型的疲劳寿命公式与试验结果较吻合.最后的参数研究表明:CFRP布刚度对应力强度因子范围有显著的影响,且应力强度因子范围随CFRP布长度或粘贴层剪切模量的增加而减小,并趋于定值.同时,粘贴胶厚度对应力强度因子范围几乎没有影响.     

TC4钛合金超高周次轴向振动疲劳试验

应用基于压电超声疲劳试验技术开发的20kHz轴向振动疲劳试验系统,完成了室温下TC4钛合金超高周疲劳试验,获得了TC4合金在107～109周次范围内的轴向振动疲劳寿命曲线(S-N曲线);运用C.Paris推导公式预测了TC4合金材料的寿命,得到各应力水平下破坏率为50％、95％、99％的安全寿命.结果表明:在疲劳循环大于107周次时,试件仍会发生疲劳断裂,疲劳强度随循环次数的增加而下降,并不存在明显的疲劳极限.TC4合金的S-N曲线在107～109周次的范围内呈连续下降型.在轴向振动超高周疲劳试验中,试件的裂纹扩展寿命只占其在50％破坏率下疲劳安全寿命的一小部分,其疲劳寿命主要由试件的裂纹萌生寿命决定.     

一种经验型疲劳小裂纹扩展模型

金属材料疲劳寿命由裂纹萌生和裂纹扩展寿命两部分组成,其中对于萌生寿命中的小裂纹分析是精确描述裂纹萌生寿命的关键．而小裂纹在扩展过程中由于尺寸相对较小,导致传统线弹性断裂力学预测方法失效,需要对其进行改进,考虑裂纹尖端塑性区引起的残余压应力对小裂纹扩展速度的影响．本文针对此问题进行了初步分析,通过对塑性区引起的残余应力的量化,结合小裂纹门槛值特性,提出了一种经验型修正的小裂纹扩展模型,用于定量预测裂纹的萌生寿命．使用铝合金6082-T6缺口试样进行了疲劳实验,并与理论结果进行了对比,验证了所提模型的有效性．     

一种超高耐久混凝土——梯度结构混凝土

分析超高耐久混凝土的研究现状,提出了一种高耐久、低成本的超高耐久混凝土--梯度结构混凝土(Gradient Structural Concrete,简称GSC),采用电量法和氯离子扩散系数法来评价梯度结构混凝土的抗氯离子渗透性能,最后进行梯度结构混凝土的寿命预测与成本分析.结果表明,高性能混凝土(High Performance Concrete,简称HPC)、无细观界面过渡区水泥基复合材料(Meso-interfacial transition zone-free cement-based materials,简称 MIF)和梯度结构混凝土MIF-HPC的6 h导电量和氯离子扩散系数的排列顺序均为:HPC>MIF-HPC>MIF,其抗氯离子渗透性能排列顺序为:MIF>MIF-HPC>HPC.梯度结构混凝土的成本会有所增加,但由于其氯离子渗透性能大幅降低,其使用寿命得到大幅延长,使得其年损耗费用大幅下降.     

三种类型汽车的能耗和使用成本的建模研究

本文对电动,传统,混合动力三种类型汽车的能耗和使用成本问题进行了建模、求解及分析．首先定义了电动汽车的能量利用率ηE。根据能量守恒将所有电量转换成汽油消耗量,而传统车型则直接反映到汽油的消耗上,混合动力汽车则综合电动汽车和传统汽车的能耗模型,从而统一能耗水平评价标准．这样,我们就得到了三种不同类型车的能耗模型再进行模型求解以此来分析比较三种类型车哪一种节能效果好．对电动汽车来说,使用成本主要包括驾驶维护成本、报废处理成本,而对传统汽车来说,使用成本主要包括驾驶维护成本、报废处理成本、环境成本和其他成本,混合动力汽车则结合二者使用成本．因此,根据不同车型使用成本类型建立相应的数学模型,按照建立的公式,可以得到电动汽车的使用成本LCC1、传统汽车的使用成本LCC2和混合动力汽车的使用成本LCC3,从而进行模型求解．     

质子衰变实验进展

按照粒子物理标准模型理论,重子数是绝对守恒的.而大统一理论(GUTs)明确地否定了重子数的对称性,预言质子会衰变成更轻的次粒子.文章论述了质子衰变的物理概念、基本探测条件和主要实验现状,并在探测方法的探讨和探测技术的改进方面融入了一些想法.目前一般认为质子的寿命为τp>1032年左右.质子衰变的探测,对于新理论模型的验证、宇宙学和粒子物理学的发展具有重要意义.     

基于有机染料盐掺杂薄膜体系的能量转移及光致发光特性研究

利用稳态和时间分辨瞬态光谱研究了有机盐trans-4-［p-(N-ethyl-N-(hydroxyethyl)amino)phenylstyryl］-N-(hydroxyethyl)pyridinium iodide (ASPI)掺杂聚合物PVK(聚乙烯咔唑)薄膜体系的光致发光和能量转移特性. 在ASPI：PVK掺杂薄膜体系中,PVK的荧光强度与寿命随掺杂浓度的升高而降低,表明两者存在有效的Forster能量转移. 通过在相对低浓度的掺杂体系中加入适量高量子效率的Alq3作为能量转移过渡体,形成能量转移级 关键词： 有机染料盐 荧光光谱 荧光寿命 能量转移