基于波面剪切干涉原理测量微细台阶高度

提出了利用波面剪切干涉原理测量微细结构台阶高度的方法。通过在微分相衬干涉系统光路中加入偏振分光棱镜,实现了对光束的微分剪切及复合偏振。利用矩阵分析法建立了该测量系统的数学模型,根据探测到的光强信息图,由光强与干涉相位差间的关系式提取到了测量区域的相位分布值,由位相与待测物纵向深度间的转换关系式,经图像重建后通过计算得到了台阶的表面高度信息。     

表面活性剂溶液内部微观结构和流变特性研究

进行了稳定剪切流下稀疏表面活性剂溶液的三维布朗动力学数值模拟.将溶液内部胶束粒子假设为由球体依次线性联结所构成,分别用Lennard-Jones势和软球势来描述不同粒子端部球和内部球相互之间的作用.采用Verlet速度算法进行模拟,得到了不同剪切率下胶束结构和流变特性.在低剪切率下可得到表面活性剂溶液内部的网状胶束结构,该结构在高剪切率下遭到破坏.剪切粘度和第一正应力系数呈剪切稀化特征.揭示了溶液内部结构和流变特性的关系.     

Perturbation of Symmetries and Mei Adiabatic Invariants of Nonholonomic Systems with Servoconstraints

The perturbation of symmetries and Mei adiabatic invariants of nonholonomic systems with servoconstraints are studied. The exact invariants in the form of Mei conserved quantities introduced by the Mei symmetry of nonholonomic systems with servoconstraints without perturbations are given. Based on the definition of higher-order adiabatic invariants of mechanical systems, the perturbation of Mei symmetries for nonholonomic .systems with servoconstraints under the action of small disturbance is investigated, and Mei adiabatic invatiants of the system are obtained. An example is given to illustrate the application of the results.     

粘接层对聚甲基丙烯酸甲酯涂层刮擦破坏的影响及机理分析

为研究粘接层厚度和粘接强度对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)涂层刮擦破坏的影响,对不同粘接层厚度和粘接强度的PMMA涂层开展了系统的刮擦实验.采用考虑剪切屈服和脆性断裂竞争行为的本构模型描述PMMA的力学行为,进行了PMMA涂层刮擦行为的有限元模拟,揭示了复杂刮擦破坏模式的物理机理.研究结果表明：与零厚度粘接层的涂层相比,有限厚度粘接层的变形使PMMA涂层在刮擦过程中出现局部弯曲,导致刮头下方涂层底部区域形成内部裂纹;具有强粘接强度的粘接层可限制涂层在刮擦过程中的变形,避免刮头前方可能产生的严重屈曲,进而防止涂层底部形成沿厚度方向贯穿涂层的纵向裂纹;增加涂层厚度可以提高涂层在刮擦过程中的抗弯曲和抗屈曲能力,延缓内部裂纹和纵向裂纹的形成.这些发现有助了解和改善PMMA涂层的刮擦性能.     

基于MK和TSDT的功能梯度石墨烯增强复合材料板屈曲分析

针对功能梯度石墨烯增强复合材料(FG-GRC)板屈曲行为问题,提出一种含7个自由度变量改进Reddy型三阶剪切变形理论(TSDT)和移动克里金(MK)插值的无网格模型.该模型不但能避免无网格法中第二类边界条件难以施加的问题,且不需人工引入剪切修正因子,适用于薄/中厚/厚板问题,同时具有较高的计算精度.通过Halpin-Tsai模型来预测FG-GRC板的有效杨氏模量,并根据混合定律来确定其有效泊松比.利用最小势能原理推导了含7个未知量FG-GRC板屈曲的无网格控制方程.通过与文献结果对比验证了方法的收敛性及有效性.数值结果表明：当FG-GRC板的总层数N_L小于10～15时,FG-O和FG-X型的FG-GRC板临界屈曲荷载变化率较为剧烈,说明该阶段相较于环氧树脂板,GPLs增强板的刚度降低(或增加)较快;当FG-GRC板的总层数N_L>10～15时,临界屈曲荷载变化率较为平缓;随着GPLs的长厚比l_GPL/h_GPL增加到1000左右,FG-GRC板临界屈曲荷载急剧增加.当GPLs的长厚比l_...     

一种新的相移电子剪切散斑方法在离面位移梯度场测量中的应用

电子剪切散斑具有同轴、自相干等特点,因而图像稳定,且质量好。对现场环境要求低,可用于现场无损检测。但同时也因为上述原因,难以实现位相的均匀改变。因此,如果能够实现图像全场的定量化求解,则在工程应用和对图像认识上将是很有意义的。本文首先解释了电子剪切散斑实现相移的原理,进行了数学推导;再用相移位相解包裹技术实现电子剪切散斑的定量测量;最后和有限元计算进行了比较,证明结果较为理想。从而为设计人员提供了一种方便、快速、有效、全新的设计、检测手段。也可为有限元计算提供一种获得位移边界条件的有效方法。     

一种基于胆固醇的荧光小分子胶凝剂的合成及其胶凝行为

合成并表征了一种含7-硝基苯并-2-氧杂-1,3-二唑基(7-Nitrobenzo-2-oxa-1,3-diazol-4-yl)的胆固醇衍生物(NBD-C), 考察了其在30种溶剂中的胶凝行为. 实验结果表明, NBD-C对乙腈具有很强的胶凝作用, 且该凝胶体系具有显著的剪切触变性. 对干凝胶的显微分析发现, 在不同溶剂中, NBD-C具有不同的聚集结构. 红外光谱(FTIR)、核磁共振光谱(¹H NMR)和荧光光谱研究结果表明, 除了胆固醇的范德华堆积作用之外, 分子间氢键作用也是该化合物聚集的重要驱动力.     

无水苯甲酸锂的合成、结构表征及热化学研究

用分析纯苯甲酸和一水氢氧化锂作为反应物, 采用水热合成法制得苯甲酸锂. 利用X射线粉末衍射、FTIR、元素分析及化学分析等方法对样品进行组成和结构表征. 采用精密自动绝热热量计测量了其在80~400 K范围内的摩尔热容, 利用最小二乘法将此温区热容实验值对折合温度进行拟合, 得到热容随温度变化的多项式方程. 通过设计合理的热化学循环, 选用0.1 mol/L HCl溶液作为量热溶剂, 利用等温环境溶解-反应热量计分别测定合成反应的反应物和产物在所选溶剂中的溶解焓, 得到反应焓Δ_rH_m⁰=-(9.75±0.27) kJ/mol. 利用Hess定律计算出苯甲酸锂的标准摩尔生成焓Δ_fH_m⁰(C₆H₅COOLi, s)=-(307.82±0.57) kJ/mol.     

KDP晶体力学参数测试与分析

采用全自动、高精度RMT-150C力学试验系统开展了KDP晶体的力学参数测试,获得了KDP晶体[001]和[100]晶向的弹性模量、泊松比、抗压强度和抗拉强度.结果表明:[001]和[100]晶向的弹性模量分别为39.25 MPa和16.82 MPa,泊松比分别为0.24和0.16,KDP晶体为典型的弹脆性横观各向同性材料.KDP晶体在[001]晶向的抗压强度、抗拉强度均较[100]晶向的高,其在[100]晶向更容易发生脆性破坏.结合KDP晶体的生长受力状态,揭示了KDP生长过程中产生的破坏以拉破坏为主,为开展KDP晶体开裂的力学损伤分析、提出防止开裂的力学措施奠定了重要的基础.     

非均质脆性材料灾变性破坏的一种敏感前兆

非均质脆性材料的失效可能有两种模式:渐进式破坏与灾变性破坏. 灾变性破坏具有更大的危险性,灾变预测是一个有重要意义的难题. 基于统计细观损伤力学分析了两种破坏模式的差异,发现在每一加载步中系统卸载所释放的弹性能与损伤所耗散的能量之比值可为灾变破坏提供一种敏感的前兆. 研究发现在灾变性破坏和非灾变性的渐进式破坏两种失效模式中,虽然系统中卸载所贡献的弹性能增量与损伤消耗和释放的能量增量的比值都有趋向于1的趋势,但是两者的趋近方式不同:灾变性破坏时表征能量比随控制变量变化特征的响应函数R有一个上升段,在灾变破坏点$R$趋向于无穷大,而非灾变性破坏中$R$始终是减小的.