单轴应变对石墨烯掺杂硼、氮、铝、硅、磷的影响与调控

掺杂石墨烯因对石墨烯的性质有良好的修饰作用而备受关注. 掺杂石墨烯的实验合成一直都是研究热点, 但有一个普遍的难题, 就是掺杂困难, 掺杂浓度不高. 针对这一难题, 我们提出了通过对石墨烯施加单轴应变来降低掺杂过程反应形成能, 从而实现石墨烯的有效可控掺杂的可能性. 我们的第一性原理计算结果表明, 在施加应变时, 拉伸应变有利于硼掺杂, 而压缩应变使氮掺杂更容易, 对于铝、硅、磷, 不管是拉伸还是压缩均可以使掺杂更容易. 此外, 我们还进一步揭示了单轴应变对掺杂石墨烯的电子结构及磁性质的影响规律.     

Effectiveness and robustness revisited for a preconditioning technique based on structured incomplete factorization

In this work, we provide new analysis for a preconditioning technique called structured incomplete factorization (SIF) for symmetric positive definite matrices. In this technique, a scaling and compression strategy is applied to construct SIF preconditioners, where off‐diagonal blocks of the original matrix are first scaled and then approximated by low‐rank forms. Some spectral behaviors after applying the preconditioner are shown. The effectiveness is confirmed with the aid of a type of two‐dimensional and three‐dimensional discretized model problems. We further show that previous studies on the robustness are too conservative. In fact, the practical multilevel version of the preconditioner has a robustness enhancement effect, and is unconditionally robust (or breakdown free) for the model problems regardless of the compression accuracy for the scaled off‐diagonal blocks. The studies give new insights into the SIF preconditioning technique and confirm that it is an effective and reliable way for designing structured preconditioners. The studies also provide useful tools for analyzing other structured preconditioners. Various spectral analysis results can be used to characterize other structured algorithms and study more general problems.     

高导无氧铜在大变形、不同温度和不同应变率下的流动应力和本构模型

为了理解高导无氧铜(OFHC Cu)的塑性流动行为,采用Instron液压试验机和分离式Hopkinson压杆,系统地对OFHC Cu进行了温度为77 ~1 000 K,应变率为0.001 ~7 000 s-1,以及真实应变超过80%的单轴压缩试验。结果表明:在0.001 s-1应变率下, OFHC Cu在约500 K呈现动态应变时效现象。随应变率增高,动态应变时效温度区域向更高温度移动,甚至动态应变时效现象消失。在高应变变形区域,相对温度来说,OFHC Cu塑性流动应力对应变率依赖更强。基于位错运动学和动力学概念,考虑位错在高温和高应变率的粘-曳阻力现象,结合试验结果,导出一个基于物理概念的本构模型。此模型可预测从低到高不同应变率不同温度下OFHC Cu的塑性流动应力。通过比较表明,本构模型预测结果与试验结果吻合较好。     

萨伐尔偏光镜横向剪切量和光程差的精确计算

研制了基于萨伐尔偏光镜的稳态偏振干涉成像光谱仪(SPIIS)。阐述了其分光机理。应用光线追迹法以及光线折射率的概念,分析了计算光在双折射横向剪切分束器一萨伐尔(Savart)偏光镜中的传播规律和光线路径;给出了任意角度入射时,萨伐尔偏光镜横向剪切量和光程差的理论计算公式。较目前所报道的,仅给出入射面与主截面平行时横向剪切量的特殊情况,具有更普遍的指导意义;为新型偏振干涉成像光谱仪的设计、研制、调试和工程化提供重要理论和实践指导。     

基于Wedgelet的分层图像压缩

提出了一种分层图像压缩框架:图像=边缘轮廓+纹理。对原图像进行了一种自适应的多尺度Wedgelet分析,抽取并编码了图像的边缘轮廓。基于Wedgelet分析了在残差图像中引入的伪迹所具有的局部振荡特性,采用自适应局部余弦变换分析了以纹理为主要内容的残差图像,在将变换系数重组成与小波系数类似的树形结构后,采用零树编码获得了嵌入式码流。实验结果表明,该算法的重建图像质量优于SPIHT算法,在较好地保留原图像边缘轮廓和有效地减少边缘附近振铃伪迹的同时,较清晰的保留了原图像的纹理特征。     

YIELD CRITERION IN PLASTIC-DAMAGE MODELS FOR CONCRETE

<正>A class of plastic-damage models for concrete require an unambiguous definition of cohesion in the yield criteria.For this reason,the Lubliner yield criterion has been adopted by many investigators and the commercial FE program Abaqus.As is well known,this criterion has achieved great success especially in plane stress states.In this paper,we are trying to extend it to triaxial compression stress states.First,a major limitation of the Lubliner criterion is analyzed. Then,a revised version of the Lubliner criterion is proposed,which shows appropriate properties over a wide range of stress states often encountered in engineering structures,and the predicted failure envelopes fit well with experimental data.For the concrete damaged plasticity model in Abaqus,a calibration strategy is suggested for uniformly confined concrete.     

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以当前车架前纵梁薄壁吸能管为依据,制作了普通单、双帽薄壁管以及单、 双帽冲压筋薄壁管试件,并依次进行了轴向准静态压缩试验,来研究这些管件的轴向压缩吸 能特性. 试验发现：添加冲压筋之后,单、双帽薄壁结构的轴向吸能特性都得到了很大提高, 但冲压筋对帽型薄壁结构稳定性的提高不明显. 试验结果表明,在不增加材料的前提下,通 过改变吸能元件的截面结构可以提高其碰撞吸能特性.     

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对具有不同拉压模量的厚壁球壳,采用双剪统一强度理论推导了其扩张问题的应力及位移的 统一解. 分析了不同模量、不同模型控制参数对厚壁球壳扩张时的扩张压力和应力场的影响. 结果表明：厚壁球壳弹性极限压力、应力场、位移场等均随着模量控制参数、模型参数的变 化而变化,在$\alpha<1$的情况下(即$E^ + < E^ - $),可以明显提高球壳的弹 性极限压力$p_e $; 厚壁球壳塑性极限压力与材料的拉压模量无关,与模型参数$\eta $有关,且随$\eta$的增加,先增大后减小. 因此若采用经典的弹性理论和单一的 模型参数对厚壁球壳进行设计计算,会带来较大的误差.     

基于动态参考线的结构性土等向压缩模型

基于结构性土等向压缩线与应变软化型曲线在斜率变化上的相似性,借用以动态参考描述应变软化型曲线的建模方法,建立结构性土等向压缩模型.该模型将e～lnp坐标中的正常固结线扩展为一条随加载而不断下移的动态参考线,令结构性土等向压缩线追寻动态参考线而发展,实现对结构性土等向压缩的描述.试验数据与模型预测对比表明该模型可以连续、光滑地反映结构性土的等向压缩变形特性.     

饱水对煤层顶板砂岩单轴压缩破坏能量影响的分析

为研究饱水对砂岩力学参数和能量特征的影响,利用RMT-150B岩石力学系统对煤层顶板砂岩自然和饱水试样进行单轴压缩试验。试验结果表明:饱水对砂岩试样的强度和变形参数均有不同程度的影响,软化系数为0.79,弹性模量降幅为5.25%,变形模量降幅为5.92%;饱水后砂岩试样峰值前吸收能量、可释放弹性能和耗散能均有不同程度降低,吸收能量降幅36.8%,可释放弹性能降幅为34.4%,耗散能降幅为57.7%;饱水后砂岩储蓄能量的能力有较大减弱,脆性减弱,塑性明显增强;饱水砂岩试样压缩过程中积蓄可释放能难以使试样滑移破坏,仍需要吸收部分能量使试样逐步失稳破坏;饱水对砂岩试样压缩过程吸收能量、可释放能量比例关系的影响较小,而对耗散能比例关系的影响较大;自然状态下砂岩试样峰值前相同应变条件下吸收能量、可释放能均明显高于饱水试样对应能量值;深部巷道位置确定和支护设计时应充分考虑水对巷道围岩弱化的影响,对于完整坚硬围岩采用高压注水软化可有效防止冲击地压发生和减缓灾害程度。