考虑异质材料的线接触性能建模与分析

提出了一种考虑材料非均匀特性的线接触弹性场数值建模方法。该方法基于数值化等效夹杂方法（NEIM）,以矩形异质材料作为基本单元,并在此基础上,结合镜像法,可求解得到线接触载荷作用下的材料弹性场。利用对比验证、参数化分析及算例验证的方法,将本文方法计算结果与有限元法（FEM）和传统等效夹杂方法（EIM）计算结果进行对比,并分析研究了异质材料分布参数对材料线接触性能的影响。结果表明:本文方法相较FEM和传统EIM具有优越性,可处理和简化涂层问题及任意分布的异质材料线接触问题。不同位置异质材料将引起基体最大von Mises应力的增大或减小;异质材料的尺寸以及异质材料和基体之间的材料差异将影响基体应力集中程度。      

晶体相场模型在异质外延中的应用现状

晶体相场模型作为一种新的模拟技术,较之传统的模拟方法(如分子动力学和标准相场模型)具有突出的优势,能够在原子长度尺寸和扩散时间尺度上模拟材料微观结构的演化过程。晶体相场模型在异质外延中的应用已取得很大进展。简述了纯物质和二元合金晶体相场模型,并且综述了晶体相场模型在异质外延中的研究现状,指明该模型的进一步研究方向及在外延薄膜中的应用。     

LTCC异质材料匹配共烧研究

采用低温共烧陶瓷(LTCC)介电/铁氧体复合异质材料是制备小型化多层片式EMI滤波器的关键,但实现异质材料的匹配共烧一直是研究的难点.通过调整流延配方和优化流延工艺,介质材料掺杂改性及采用三明治结构等方法对异质材料的共烧匹配性进行合理有效地调制,解决了异质材料低温共烧匹配技术难点,实现了LTCC异质材料良好的共烧兼容特...     

多晶材料塑性变形的晶体相场法研究

简述了运用晶体相场模型研究塑性变形时加载应变的两种主要数值计算方法:变体积方法和等体积方法。论述了两种形变方法的基本原理、求解方法和特点。概述了国内外基于晶体相场模型的塑性变形研究现状,包括二维情形下双晶结构和纳米多晶结构的塑性变形机制研究及"反霍尔佩奇"关系的研究。最后指明了晶体相场模型在塑性变形数值模拟中进一步的研究方向。     

空间填充型曲线的人工局域表面等离激元共振特性研究

本文提出了一种基于空间填充曲线的超构表面结构,利用理论分析、数值仿真的方法研究了该超构表面的近场电磁特性,实现了高度局域及高品质因子(Q-factor)的多阶人工局域表面等离激元共振(spoof plasmon resonances)。我们发现采用不同结构形状和尺寸的空间填充曲线均可产生共振频率规则分布的多阶谐振模式,通过调整结构的等效波导长度,可同时获得高的谐振波长/结构尺寸压缩比与高品质因子。空间填充曲线所支持的人工局域表面等离激元由磁偶极子与电偶极子模式交替支持;其余参数不变的情况下改变空间填充曲线的分布形式,结构所支持的表面等离激元的谐振特性不受形状曲折的影响,而只与等效波导总长度有关。此外,近场模式的强度分布随着空气波导的走向而改变,可根据实际需求对结构进行特定排布。本文的研究结果对设计基于空间填充曲线的小型化高品质因子电磁谐振器件具有重要的指导意义。     

多孔泡沫材料强化传热特性及场协同分析

实际生产生活中使用到的多孔泡沫材料通常都是非均质的,文章建立了多孔泡沫材料均质与非均质模型,结合场协同理论,从速度与温度梯度矢量的协同关系出发,分析了多孔泡沫材料内部单相流体对流强化换热的物理机制,研究了孔隙率、孔密度以及空气流速对流体顺流方向协同性能的影响。研究表明:场协同原理适用于分析多孔泡沫材料的强化传热机制;多孔泡沫材料孔隙中心与骨架后缘处的协同程度最好,骨架侧缘协同程度最差(协同角接近90°);非均质多孔泡沫材料孔壁附近协同程度较差,相同条件下全场平均场协同角比均质泡沫大;多孔泡沫材料越均匀全场协同情况越好,在相同流速、孔隙率和孔密度下,均质泡沫材料全场平均协同角余弦值可达非均质泡沫的1.2倍。计算结果表明,空气流速为3m/s时,孔隙率为0.8、0.85和0.9的多孔泡沫材料强化传热强度分别是普通平直翅片的3.3倍、1.9倍和1.2倍。该研究对新型散热器设计具有指导意义。     

基于均匀化方法的多孔材料细观力学特性数值研究

本文把均匀化理论与有限元法相结合,应用于多孔材料的弹性本构数值模拟,利用位移渐进展开建立了均匀化有限元列式。通过对正方形孔洞蜂窝材料有效模量的计算比较,表明本文方法可得到较准确的有效模量;同时还考察了胞壁固体相的力学性能参数vs对宏观力学性能的影响,得到了与一些理论公式相同的结论。最后,本文对胞壁中含有弹性增强相的多孔材料的力学性能进行了数值研究,并利用二次均匀化方法给出定量的计算结果。     

紧缩场蜂窝夹层反射面板材料参数优化反求

紧缩场高精度蜂窝夹层结构反射面板由经特殊工艺处理的铝蜂窝芯和表层铝板胶接而成 , 解析计算和材料力学性能试验很难准确获得该夹层板的材料性能参数。本文中采用数值2试验混合模型方法对该种夹层板的等效材料性能参数进行了优化反求。正向分析采用有限元方法 , 逆向分析采用遗传算法和梯度法组合优化算法。正、 逆分析过程的无缝集成和组合优化算法策略使反求效率明显提高。试验验证表明 , 采用反求方法获得的材料性能参数能够精确反应该夹层板的弹性本构关系 , 建立在该材料参数基础上的有限元模型具有理想的精度。     

柔性材料对爆炸载荷的缓冲效应研究

建立了柔性材料桙钢复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播问题的完备方程组;使用有限元方法完成 了对复合壳体在爆炸载荷作用下应力波传播规律的系列数值模拟,并着重讨论了不同炸药层和柔性材料层厚度 对柔性材料与钢交界面载荷的影响。     

颗粒增强复合材料中界面破裂过程数值模拟研究

运用材料真实破裂过程分析RFPA系统,模拟研究了颗粒增强复合材料中的界面破裂过程及其对材料宏观力学性能的影响。所研究的复合材料由基体、颗粒和界面等三相材料单元组成。单元的破裂同时采用拉伸和剪切强度准则进行判断。分别研究了单颗粒和复杂多颗粒分布的情形。模拟结果不仅在应力场分布方面与MARC和ABAQUS等软件的分析结果一致,对于帮助理解颗粒增强复合材料的破坏机理具有重要意义。     

单层膜多模导模共振滤光片的电场增强效应研究

本文研究了单层膜多模导模共振滤光片的电场增强效应.单层膜导模共振滤光片同时兼具波导和相位匹配功能的物理机制得到了论证.当光栅厚度不断增加将出现多模共振效应,导致高阶泄漏模电场增强效应的产生.电场增强振幅的最大值反映导模共振滤光片的泄漏程度.通常在同一共振位置处电场增强振幅的最大值越大,其带宽就越小.     

吸波材料电磁参数测量对电性能优化设计结果的影响EI

报告了ＤＨＳ型等４种吸波材料的εｒ、μｒ测试结果，并将电性能优化计算值与实测值进行了比较，就采用εｒ、μｒ测量结果评估吸波材料电性能的有关问题进行了讨论。研究表明：优化计算结果与实测结果之间存在着一定差异，其中，εｒ、μｒ的频散效应和测量精确度对吸波材料电性能优化计算结果有明显影响。     

金属-介质壳核结构复合材料吸波特性的仿真和分析

基于有效媒质理论,采用有限元法计算了二维金属-介质壳核结构复合材料模型的等效介电常数.分析了金属层电导率、金属层厚度、填充比、内核材料及衬底介电常数对复合材料等效介电常数的影响.仿真结果表明,金属-介质复合材料具有2个吸收峰,且通过改变金属层电导率可以在射频至红外频段灵活调整复合材料吸收峰的位置;复合材料的吸收峰与其显微结构密切相关.有效介质理论是研究和分析复合材料吸波特性的有力工具.     

电磁场作用下的金属凝固与成形

综述了电磁场在金属凝固成形过程中的主要应用及其基本原理，指出了应用计算机数值模拟方法求解材料电磁加工问题的重要性及其今后的发展方向。     

用FDTD方法研究颗粒型复合材料微波等效介电常数

本文提出了复合材料等效电磁参数的FDTD计算方法,介绍了FDTD方法计算吸波材料等效电磁参数的步骤.通过对立方体模型、球形模型、连续模型和十字叉模型的仿真计算,讨论了颗粒形状和接触情况对等效介电常数的影响.通过计算不同体积分数的材料模型的等效电磁参数,得到了颗粒型复合材料等效介电常数的计算公式.通过实测复合材料的介电常数,证明了本文提出的公式是有效的.     

结构吸波材料中纤维的电性能和吸波性能

评述了结构吸波材料中纤维的电性能和吸波性能,玻璃纤维,Ｋｅｖｌａｔ纤维不吸收雷达波,是理想的透波用纤维。经高温右墨化处理的碳纤维是雷达波的反射材料。末经高温石墨化与纤维方向垂直或斜交时,碳纤维上有吸波性能,ＳｉＣ纤维吸波性能与纤维的热处理条件、化学成分有关。在与玻璃陶瓷基体复合过程中发生化学反应,ＳｉＣ纤维表面生成的富碳界面有助于提高复合材料的吸收波性能。     

The Determination of Stress Distribution and Elastic Properties for Heterogeneous Materials with Hybrid Finite Element

This paper describes a numerical method for evaluating the micro and macromechanical response of two-dimensional heterogeneous materials with both periodic and random distribution of the second phase. The proposed method uses two different numerical programs, based on the Voronoi Cell Finite Element Method, developed by the authors. Various numerical examples are executed for validating the effectiveness of the proposed method in evaluating the overall elastic constants of heterogeneous materials, and different comparison with analytical models and experimental results are shown. In order to validate the accuracy of the programs for predicting the stress micro-fields around the inclusion, some comparisons with a FEM commercial numerical code are performed.     

Drug Side-Effect Prediction Using Heterogeneous Features and Bipartite Local Models

Drug side-effects impose massive costs on society, leading to almost one-third drug failure in the drug discovery process. Therefore, early identification of potential side-effects becomes vital to avoid risks and reduce costs. Existing computational methods employ few drug features and predict drug side-effects from either drug side or side-effect side separately. In this work, we explore to predict drug side-effects by combining heterogeneous drug features and employing the bipartite local models (BLMs) which fuse predictions from both the drug side and side-effect side. Specifically, we integrate drug chemical structures, drug interacted proteins and drug associated genes into a unified framework to measure the comprehensive similarity between drugs first. Then, high-quality and balanced training samples are selected for individual drugs and individual side-effects using the designed balanced sample selection framework, based on drug comprehensive similarities and side-effect cosine similarities respectively. Trained with corresponding training samples, BLMs first predict drugs associated with a given side-effect, then predict side-effects for a given drug. This produces two independent predictions for each putative drug-side-effect association which are further combined to give a definitive prediction. The performance of the proposed method was evaluated on side-effect prediction for 901 drugs from DrugBank. Particularly, we performed 5-fold cross-validation experiments on the 742 characterized drugs and independent testing experiment on the 159 uncharacterized drugs. The simulative predictions show that the side-effect prediction performance is significantly improved owing to the integration of information from drug chemical, biological and genomic spaces, the proposed sample selection framework, and the implemented BLMs.     

电场测试集成微系统在近场目标探测中的应用

笔者将电场测试集成微系统应用于安全领域中的近场测试中．通过对电容理论的扩展以及对不同类型电容模型的理论分析,证实了其原理的可行性在对内交叉电极和螺旋型电极比较的基础上,设计选用了有良好效果特性的螺旋型电极．结合微处理器设计了电场测试集成微系统,并在空气介质和水介质中进行了近场探测实验．当有物体靠近电极时,会影响电极间的电场环境参数,输出测试电压值相应地发生变化．靶场实验结果也证明了该测试系统的可行性．