基于PVDF梳状换能器的零群速度 Lamb波层合板损伤检测的数值研究

为提高层合板损伤检测的准确性与灵敏度,基于聚偏二氟乙烯(polyvinylidene fluoride, PVDF)梳状换能器激发的零群速度(zero group velocity, ZGV) Lamb波,提出了一种层合板损伤的检测方法。采用二维时域有限元方法,研究了PVDF梳状换能器对零群速度Lamb波的激励,通过改变层合板中铝层杨氏模量来表征不同的损伤程度,分析了PVDF梳状换能器电压响应特性与层合板损伤程度之间的关系。结果表明：采用PVDF梳状换能器能够有效激励零群速度Lamb波,并获得层合板内部的状态信息。随着损伤程度的增加,PVDF梳状换能器响应的零群速度共振峰频域幅值随着铝层杨氏模量的减小而显著减少,进而灵敏地评价层合板损伤变化。研究结果说明优化设计的PVDF梳状换能器在零群速度Lamb波的激发与接收性能上都具有优越性,能够有效检测层合板损伤情况。     

对液压法测杨氏模量的实验研究

引入了液压法测量杨氏模量,用液压微位移放大原理来表征微小变化量,用液压微位移放大器对传统的实验装置进行改进,通过实验原理、误差分析,结合测量结果,对此实验方法进行分析与讨论,由此给出了一种测量杨氏模量新的方法.     

微纳尺度冻胶分散体杨氏模量对封堵性能影响

致密/页岩油气长期压裂开发下优势窜流通道发育,冻胶分散体在流道调控扩大波及方面具有很好的应用效果。冻胶分散体机械强度与其宏观封堵性能间应有密切关系,然而,目前的冻胶分散体机械强度缺乏有效表征手段。以铬冻胶分散体为例,通过原子力显微镜直接测量了微纳尺度铬冻胶分散体杨氏模量,并通过对其宏观封堵性能进行评价,从而建立了二者间映射关系。研究表明,控制聚合物质量分数为0.3%,SD-107质量分数由0.4%增大到0.7%,本体冻胶强度随之增大,相应冻胶分散体杨氏模量也随之增加。当杨氏模量自159 Pa上升至633 Pa时,封堵率由93.23%上升至98.08%。通过调控微纳尺度冻胶分散体杨氏模量研究其封堵性能差异,为致密/页岩油气储层高效开发提供基础理论指导。     

定标法求钢丝杨氏模量的实验研究

针对静态拉伸法,依据光放大原理,采用一次性增(减)砝码的测量方案,使钢丝充分地拉伸(或收缩),反复读取标尺刻度值来测定钢丝的微小伸(缩)量,由实验原理及其不确定度的分析,结合测量数据,应用Spss分析给出标尺刻度变化量与其所加砝码质量的定标曲线.选定砝码质量,用定标曲线标定出刻度尺的变化量,最终计算出钢丝的杨氏模量.用置信概率为95％的不确定度对实验数据进行分析与评定,能得到更加合理的实验结果.     

基于劳埃德镜的光干涉法测梁的杨氏模量

通过劳埃德镜利用杨氏双缝干涉原理测量横梁的杨氏模量,由梁中心的形变引起劳埃德镜位置变化对干涉条纹间距的影响,给出了梁的杨氏模量与干涉条纹间距变化之间的关系。通过实验证明该方法具有实验现象直观、原理通俗易懂、操作过程简单和测量精度可达纳米量级等优点,实验结果与标准值的相对误差为1.7﹪。     

单层石墨烯杨氏模量的理论模型

石墨烯力学性能的研究对其在半导体技术中的应用是十分重要的,本文基于半连续体模型并结合石墨烯纳米结构特性,通过对原子的描述构建了石墨烯形变分量和位移分量的新关系,从而给出了单层石墨烯结构形变能,并计算了不同尺寸单层石墨烯的杨氏模量值.通过对不同方向杨氏模量的分析,讨论了单层石墨烯的手性行为.结果表明:随着尺寸的增加,单层石墨烯两个方向的杨氏模量分别趋于0.746 TPa和0.743 TPa,当尺寸相同时,两方向杨氏模量的最大差值不超过0.003 TPa,此结果与文献报道结果相符.在小应变情况下,单层石墨烯薄膜呈各向同性,且薄膜尺寸变化对该特性影响不大.该计算结果对研究石墨烯的其它力学特性提供一定的参考价值.     

卧式杨氏模量测量仪

针对传统杨氏模量测量仪的不足,设计了卧式杨氏模量测量仪.该仪器采用千分表直接测量金属丝伸长量,提高了测量精度.     

Electronic Structure and Elastic Properties of Ti3AlC from First-Principles Calculations

We perform a first-principles study on the electronic structure and elastic properties of TiaA1C with an antiperovskite structure. The absence of band gap at the Fermi level and the finite value of the density of states at the Fermi energy reveal the metallic behavior of this compound. The elastic constants of Ti3AlC are derived yielding c11 = 356 GPa, c12 = 55 GPa, c44 = 157 GPa. The bulk modulus B, shear modulus G and Young＇s modulus E are determined to be 156, 151 and 342 GPa, respectively. These properties are compared with those of Ti3AlC2 and Ti2AlC with a layered structure in the Ti-Al-C system and FeaAlC with the same antiperovskite structure.     

利用RLC串联谐振电路测量金属丝的杨氏模量

以RLC串联谐振电路为基础,将带有铁芯的螺线管与电阻、电容串联起来组成RLC振荡电路,再将螺线管的铁芯和钢丝相连并竖直挂起来,在螺线管的铁芯下方加减砝码,通过测量带铁芯的螺线管电感的变化来表征微小位移的变化.利用该装置可以间接测量出钢丝杨氏模量,测量原理简单,误差较小,是一种测量杨氏模量可行的新方法.