爆炸荷载下缺陷介质裂纹扩展规律数值分析研究

利用爆炸加载数字激光动态焦散线试验系统,同时借助ABAQUS有限元分析中内聚力模型数值计算方法,研究了爆炸应力波作用下缺陷介质裂纹扩展规律,并将试验结果与数值计算结果进行了对比。研究表明:在爆炸应力波作用下预制缺陷两端产生了两条翼裂纹A、B,扩展长度基本相同,方向垂直于预制缺陷。两条翼裂纹的扩展基本是对称的,只是在尾端发生轻微翘曲;翼裂纹扩展速度先增大至峰值又振荡减小,之后又增大至第二个较小的峰值,然后又减小,这种变化趋势和裂纹尖端应力强度因子KⅠ保持一致;扩展角β为85°时,计算结果较为接近试验,内聚力模型为动态裂纹扩展的研究提供了一种有效的方法。     

光纤光栅形状传感器的研究

传感器总长810mm,直径为2.5mm,4根光纤布喇格光栅(fiber Bragg grating,FBG)互成90°分布在用记忆合金丝(Shap Memory Alloy,SMA)做基材的表面。通过在波分复用的基础上添加光时分复用来改进传感网络布置,提高测量精度;同时,设计了一套封装装置来确保封装时FBG与基材之间的准确定位以及黏结剂能够均匀的涂覆在基材和FBG表面,提高传感器的封装精度。实验结果表明,该FBG形状传感器的测量精度为3.1%。     

基于Ⅳ-Ⅵ族化合物的胶体量子点太阳电池研究进展

基于Ⅳ-Ⅵ族化合物的胶体量子点具有易于合成、带隙可调等优点,被认为是一种非常有前途的窄带隙光伏材料。近年来,利用Ⅳ-Ⅵ族化合物制作的胶体量子点太阳电池最高转换效率已经突破10%。介绍了胶体量子点的合成方法、基本结构及其光电特性;着重分析了国内外关于肖特基和异质结胶体量子点太阳电池的研究现状,指出了目前该领域研究中存在的问题和发展趋势,并分析了未来需要重点解决的关键问题。     

浇注式沥青混凝土现状与发展

为进一步确定浇注式沥青混凝土科学合理的性能评价指标及要求,全面梳理了国内外浇注式沥青混凝土相关规范,对比评价了不同规范中的技术指标要求及级配范围,系统地调查了大量实体工程及研究动态,厘定了浇注式沥青混凝土钢桥面铺装结构层组合、原材料类型和技术指标要求及级配类型,为浇注式沥青混凝土规范完善与质量控制奠定了基础。结果表明:推荐钢桥面铺装结构层组合为30~35mm GA-10+35~40mm SMA-10,GA基础沥青为SBS改性沥青+TLA(15%~30%),采用2%降粘剂;推荐性能评价指标要求范围为油石比7.9%~8.5%、流动度10~17s、贯入度1.4~2.5mm、贯入度增量不超过0.25mm、弯拉应变不小于7 000με、动稳定度不小于1 000次/mm(参考指标);疲劳性能试验以控制应变模式进行,结果以实测为准。     

高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料研究进展

高介电常数聚合物电介质材料作为当今信息功能材料的研究热点,具有实际的应用价值和前景。综述了聚合物基复合电介质材料的分类及优缺点,以及从材料微观结构设计和填料界面修饰出发(如三元杂化或设计核壳和三明治结构),来获得高介电常数、低介电损耗聚合物复合电介质材料的研究状况和应用前景,以期对高介电、低损耗聚合物基电介质材料有一个更直观全面的了解,进一步拓展该类材料在电气和生物工程领域的研究和应用。     

硝酸羟胺的热稳定性评估及热分解机理研究

为评估氧化剂硝酸羟胺的热稳定性,使用标准液体铝皿于3K/min、4K/min、5K/min加热速率下进行热分析。借助非等温DSC曲线的参数值,应用Kissinger法和Ozawa法求得热分解反应的表观活化能和指前因子,根据Zhang-Hu-Xie-Li公式、Hu-Yang-Liang-Xie公式、Hu-Zhao-Gao公式以及Zhao-Hu-Gao公式,计算硝酸羟胺的自加速分解温度和热爆炸临界温度,并对热分解机理函数进行了研究。设计了7条热分解反应路径,采用密度泛函理论B3LYP/6-311++G(d,p)方法对硝酸羟胺的热分解进行了动力学和热力学计算。计算结果表明,硝酸羟胺热分解的自加速分解温度TSADT=370.05K,热爆炸临界温度Tbe0=388.68K,Tbp0=397.54K,热分解最可几机理函数的微分形式为f(α)=17×(1-α)18/17。硝酸羟胺热分解各路径中,动力学优先支持路径Path 6、Path 5、Path 4和Path 1生成NO和NO_2,其次是Path 2、Path 7和Path 3生成N2和N_2O。温度在373K以下时,Path 1′反应无法自发进行,硝酸羟胺无法进行自发的热分解。从热力学的角度来看,硝酸羟胺在370.05K以下储存是安全的。     

中空涤纶/不锈钢/竹炭保温透湿材料的开发及性能研究

通过花式捻线方法将中空涤纶、不锈钢长丝和竹炭纤维三种功能性纤维并捻获得复合纱线,利用纱线强度、毛羽和实际捻度测试,得到最佳的纱线纺制参数。并采用最佳工艺参数纺制的包绕纱线进行平纹织物织造,对其织物透湿性、远红外发射率以及保温性能进行测试表征,最终制备一种可用于防寒服的新型保温透湿织物。结果表明,缠绕捻度为上捻度200,下捻度0时,纺制的包芯纱具有最佳捻度。中空涤纶/不锈钢/竹炭织物透湿率为5 184g/(m2·24h),达到透湿织物透湿要求的2倍以上。一至四层织物的远红外发射率均在70%及以上,符合远红外发射率具有功能性结果的范围。织物克罗值达到7.355clo,高于极低温作业穿着克罗值51.6%,可满足极低温环境下的织物保温要求。织物保温率为62.43%,相比于棉、毛等传统纺织原料,织物保温率可以提升2倍以上。     

氧化镧改善钨材料性能的研究现状

制备钨合金面临着再结晶温度低、韧脆转变温度高、高温强度低及寿命短等问题。稀土氧化物氧化镧(La2O3)添加到钨合金内,再结晶温度提高、韧脆转变温度下降、高温强度提高,所以钨材料内添加La2O3是最近几年国内外的热门研究课题之一。主要介绍了高温强度强、再结晶温度低、寿命长的W-La2O3合金的最佳La2O3添加含量以及改善这些性质的一些方法,最后指出了该合金待解决的一些问题及其发展趋势。     

线性弹性柔性壳非协调有限元计算模型

本文基于Ciarlet-Lods-Miara定义的柔性壳模型提出一种Galerkin非协调有限元离散格式.首先,对积分区域进行Delaunay三角剖分,并在三角网格上对位移前两个分量用一次Lagrange多项式逼近,对第三个分量(即法向位移)用非协调Morley元逼近.其次,讨论了构造的Galerkin非协调有限元离散格式解的存在性、唯一性和先验误差估计.最后对特殊边界条件下的锥壳采用该方法进行数值实验,计算出不同网格下锥壳的位移,并通过分析数值实验结果证明有限元离散格式的收敛性和有效性.     

Synthesis of Pt nanocrystals with different shapes using the same protocol to optimize their catalytic activity toward oxygen reduction

Engineering the shape and thus surface structure of Pt nanocrystals is an effective strategy for optimizing their catalytic activities toward various reactions. However, different protocols are typically used to produce Pt nanocrystals with distinctive shapes, making it difficult to directly compare their catalytic activities owing to the complication of surface contamination. Here we demonstrate that Pt nanocrystals with a variety of shapes, including those enclosed with low- or high-index facets, can be synthesized using the same protocol by simply adjusting the concentration of reducing agent and/or the reaction time. Specifically, when the reducing agent was used at a relatively low concentration, Pt truncated cubes, cuboctahedrons, truncated octahedrons, and octahedrons were produced sequentially upon the increase in reaction time. When 67% more reducing agent was used, Pt cubes and concave cubes were obtained consecutively as the reaction time was prolonged. Our quantitative analysis suggests that the diversity of shape and difference in size can be resulted from the difference in reduction kinetics. In evaluating their structure–activity relationship for oxygen reduction, it was established that the high-index facets on Pt concave cubes possessed a specific activity of 6.3 and 1.3 times greater than those of Pt cubes and octahedrons exposed by {1?0?0} and {1?1?1} facets, respectively. This work not only offers a general method for the synthesis of Pt nanocrystals having diverse shapes and thus different types of facets but also highlights the significance of reduction kinetics in controlling the structure evolution of other metal nanocrystals.