分子动力学模拟烷烃链长对其在氧修饰的石墨烯纳米孔中迁移的影响

采用分子动力学,我们模拟了一系列链长不同的烷烃分子在氧修饰的石墨烯纳米孔中的钻孔,研究了链长(N)对平均钻孔时间(t)的影响。研究表明,t随着N的增加而增加。此外给出了均方位移(MSD)和扩散系数(D)随N变化的规律。我们希望这些研究可以加深高分子在纳米孔中迁移的理解,从而更好地为纳米装置的设计提供路线。     

带裂纹石墨烯增强金属泡沫梁的振动特性研究

分析了带裂纹功能梯度石墨烯增强金属泡沫梁的自由振动.采用Timoshenko梁理论进行建模,裂纹由无质量扭转弹簧模拟,利用Halpin Tsai微观力学模型预测材料的有效性能.通过哈密顿原理,得到了带裂纹功能梯度石墨烯增强金属泡沫(FG GPLRMF)梁的运动方程及其边界条件.采用微分变换法分析带裂纹FG GPLRMF梁的自由振动.结果表明,带裂纹FG GPLRMF梁的振动特性受到石墨烯几何尺寸、孔隙类型和石墨烯分布的影响显著.     

压头速度对Ni3Al纳米压痕过程影响的数值仿真

用分子动力学仿真分析金刚石压头速度（5~30 m/s）对Ni3Al纳米压痕分子动力学结果的影响.采用中心对称参数（Center Symmetry Parameter,CSP）分析相同压入深度时各模型基体内部位错的萌生和生长情况.结果表明压头压入速度对纳米压痕过程有显著影响：压头压入速度越大,最大加载力和相应的硬度也越大;压入速度对基体内部位错萌生和生长的发生时间有显著影响,但其对位错运动的总体趋势不能产生明显影响.     

应变率效应对整车侧碰仿真的影响研究

为了研究应变率效应对整车侧碰仿真的影响,建立了某紧凑型轿车侧面碰撞有限元仿真模型,对侧碰分析影响较大的关键零部件进行了不考虑应变率效应和考虑应变率效应的侧碰仿真计算,在侧围变形、B柱加速度及侧碰性能指标——关键部位的侵入量与侵入速度等方面与实验结果进行了对比,表明材料的应变率效应对整车侧碰仿真有较大影响。     

Y、Nd对Mg-Mn-Y系挤压合金力学性能的影响

本课题以Mg-Mn-Y合金作为基体材料,添加稀土元素观察Nd对其挤压态时在室温、高温下的力学性能和断口形貌的影响。揭示了Nd的含量对挤压合金在不同处理条件下的力学性能影响规律,确定挤压合金在理想的成分配比和处理工艺。     

基于XFEM和正交实验法的裂纹参数对扭杆强度影响的分析

为研究裂纹对扭杆安全运行的影响,采用扩展有限元法（eXtended Finite Element Method, XFEM）对其进行裂纹扩展分析,并结合正交实验法研究裂纹参数对扭杆强度的影响.结果表明：裂纹的长度对扭杆强度影响最大,裂纹的形状对扭杆强度影响最小.该数值分析方法可应用于扭杆的设计和检修中.     

支架结构对其力学性能影响的有限元分析

镁合金支架作为未来介入治疗的理想支架越来越受到关注.镁合金具有可降解性和良好的生物相容性优点,但弹性模量和抗拉强度比较低,为获得良好的支架性能,需要重新设计支架结构.利用参数化方法和有限元分析研究支架结构参数对支架力学性能的影响.结果表明径向强度对支架结构的敏感性最高.     

参数对预防性维修模型的影响分析与仿真

为了给可修部件预防性维修提供科学合理的理论依据,基于随机理论中的连续时间马尔科夫过程,建立了可修部件的预防性维修模型,分析和仿真了预防性维修模型中的维修率及检查率变化对模型稳态值影响。基于可修部件的预防性维修模型,也就是其状态转移图,计算出预防性维修模型的稳态值,分析检查率及维修率对稳态值影响,得出维修率及检查率对可修部件预防性维修模型影响的理论依据。最后借助Matlab软件对所分析出的结果进行了仿真验证。结果表明,理论分析与仿真结果是一致的。明白参数对可修部件预防性维修模型稳态值的影响对正确的选取参数,从而对获得期望的稳态值有一定的帮助。     

荷电对石墨烯的声子结构和电- 声子耦合的影响研究

石墨烯材料需要经过不同的改性处理才能够在电子器件领域大规模应用,其中荷电就是一种非常有效的手段。文章通过第一性原理计算方法研究了带有少量电荷(电子或空穴)的单层石墨烯的电子和声子态特征,以及电-声子相互作用变化,发现荷电可以使费米能级发生移动,导致石墨烯展现金属特征。在石墨烯中引入电荷没有改变 z 轴方向声学的振动模,不会引起石墨烯的弯曲。在石墨烯中注入电子,可以引起声子模式的软化,电-声耦合强度随着引入的电子浓度增加而增强。由于引入电荷可以调节纵向光学的声子频率的变化并且导致一个更强的电-声子相互作用,推断通过该途径可以提高石墨烯中载流子的迁移率。     

PVP对溶剂热法合成Fe_3O_4/石墨烯复合粉体的影响

采用溶剂热法合成了Fe_3O_4/石墨烯复合粉体,并通过X射线衍射(XRD)、傅里叶转换红外光谱(FT-IR)、扫描电子显微镜(SEM)等测试手段,分析了溶剂热反应过程中PVP的添加与否对Fe_3O_4/石墨烯结构和形貌的影响。结果表明,若反应过程中添加PVP,所得样品中Fe_3O_4颗粒尺寸变小,但不影响Fe_3O_4的结构以及其颗粒在石墨烯上的负载;将溶剂热合成产物Fe_3O_4/G和Fe_3O_4/G-PVP分别在氩气保护下500C烧结后,Fe_3O_4/G-500样品中Fe_3O_4颗粒仍然完好的负载在石墨烯片上,样品Fe_3O_4/G-PVP-500中有大量的Fe_3O_4颗粒从石墨烯片上脱落,同时Fee_3O_4颗粒产生了粉碎,以此分析了PVP在溶剂热合成过程中的作用。     

中国微米纳米----石墨烯纳米带谐振频率的分子动力学模拟

石墨烯因其独特的结构和特性,具有广泛的应用前景.采用分子动力学的方法模拟石墨烯被硅探针压变形后弯曲振动的动力学过程,探讨了石墨烯纳米带的尺寸和温度对石墨烯纳米带谐振特性的影响.模拟结果表明,石墨烯纳米带的谐振频率随着石墨烯纳米带的长度、宽度、层数(厚度)以及温度变化.其中宽度、厚度和温度对石墨烯纳米带谐振频率的影响较小,影响石墨烯纳米带谐振频率的主要因素是长度.     

基于二次插值重构有限元法的动态裂纹扩展模拟

基于二次插值重构有限元法（Twice interpolation Finite Element Method, TFEM）分析动态断裂力学问题并进行数值实验,考察TFEM在裂纹动态扩展模拟中的准确性和可靠性.由于TFEM保证节点处梯度场的连续性,因此裂尖附近的应力场可以得到较好的逼近.把该算法成功移植到自主开发的三维裂纹扩展仿真软件（ZonCrack）中.利用ZonCrack进行的裂纹扩展,分析结果表明：TFEM得到裂尖应力强度因子（Stress Intensity Factor, SIF)与解析解基本一致;裂纹扩展的模拟结果与实验值吻合良好.     

大豆异黄酮溶剂效应的模拟

采用Guassian98计算程序软件包,用MM+分子力场,通过计算机模拟计算了染料木素、黄豆黄素和大豆黄素三种大豆异黄酮在不同浓度的不同溶剂中的分子体积。得到三种大豆异黄酮的分子体积与溶剂性质,如溶剂溶解度参数和临界压力,及溶液浓度的关系。从而对于采用何种膜、何种溶剂对大豆异黄酮进行膜分离提供了理论依据。     

The numerical simulation of interface crack propagation without re-meshing

Based on the framework of the extended finite element method (XFEM), the enriched exponent discontinuous function is modified properly by introducing the rigidity ratio of two sides materials of interface crack, and the portion integral scheme is adopted for interface elements containing two materials. To embody the singularity of the crack tip, the triangle function is introduced directly. What’s more, the maximum loop stress fracture criterion is adopted to determine the extension direction in extended ma...     

基于角点检测的铝蜂窝芯层拉伸力学性能研究

铝蜂窝夹芯结构材料在航空航天和建筑等领域已被大量采用,发挥着重要作用.材料中的蜂窝芯层,是空心区域占绝大部分的六边形结构.针对该特殊结构对传统电测法不易贴片的限制,首次采用CCD拍摄的数字图像测量方法,对铝蜂窝芯层进行了拉伸试验研究.试验得到了铝蜂窝芯层在整个过程中力-位移的拉伸曲线,用角点检测法得到了拉伸线弹性范围的弹性模量和泊松比,和基于Y模型的蜂窝芯层等效模型理论计算值做了比较,为研究蜂窝夹芯结构整体的力学性能和结构设计提供了参考依据.     

碳纳米管/聚乙烯界面分子构型的数值仿真

为研究在应力场和温度场作用下碳纳米管/不定型聚乙烯复合材料界面基体分子取向的变化历程,建立对应的复合材料分子模型.利用经典分子动力学的模拟方法,在对不同温度场碳纳米管表面高分子径向分布函数(Radial Distribution Function,RDF)分析的基础上,重点分析温度和拉伸应力对界面处基体分子取向参数的影响规律.结果表明:当温度从600 K降低到50 K时,界面基体分子的径向分布函数值和取向参数值分别提高140%和119%;当温度为50 K时,对复合材料施加0.01 ps-1的应变速率,当应变从0增加到0.24时,高分子链整体取向参数值提高19%.     

用分子模拟法预测环氧乙烷液体的热力学性质

国际工业流体模拟大赛(IFPSC)是一项致力于用分子模拟解决实用问题的国际大赛。第四届工业流体大赛的题目是用一个力场、几种模拟方法预测环氧乙烷液体的多种热力学和动力学性质。采用TEAM环氧乙烷力场参加了那次竞赛并取得了优秀的成绩。尽管TEAM全原子力场能确算大部分竞赛的要求,但是明显高估了热传导系数。作者等研究了计算热传导系数的方法,最终在计算中考虑量子效应而解决了问题。为了进一步考察全原子力场在计算热力学性质上的准确性,作者等在相当大的温差范围内计算。结果证实,TEAM环氧乙烷力场是目前计算热力学性质方面有突出表现的全原子力场。     

醋酸在饱和气相中缔合的分子动力学模拟

本研究采用分子动力学的方法对醋酸在饱和气相中的缔合进行模拟,模拟的温度范围为303.15 K～443.15 K。通过对饱和醋酸气相的径向分布函数进行结构分析可以知道,低温下醋酸在气相中的缔合较为明显;随着温度的升高,氢键遭到破坏,醋酸的缔合逐渐减弱。在气相中醋酸多以二聚体的形式存在,通过对模拟结果的分析,得到不同状态点下醋酸在饱和气相中不同二聚体构型的比例及其分布。结果发现在模拟的温度区间范围内,醋酸二聚体主要以4种构型存在于气相,其中以羰基氧和羟基氢所形成的2个氢键的环状醋酸二聚体在气相中的比例最大,约40%～60%。     

微齿轮系统中接触齿廓间范德华力计算方法研究

为分析微齿轮系统中接触齿廓间范德华力,利用泰勒公式建立了微齿轮渐开线简化数学模型,然后根据Hamaker假设和Morse势函数,引入分子动力学中的截断半径,提出了一种计算齿廓刚刚接触时两接触齿廓间范德华力的连续介质方法.同时,采用此方法对实例进行计算并得到计算结果,证明了该方法的可行性.该计算方法的提出不仅有利于微齿轮接触齿廓间粘附分析,而且对微齿轮应力应变分析提供一种新思路.