弹塑性复合材料多尺度计算的模型与算法研究

对材料非线性多级分析的计算模型与算法进行研究,重点是单胞分析算法构造问题。采用近似技术建立非线性分析的本征应变矩阵,使方法具有简单与实现方便的特点,在此基础上构造了针对弹塑性材料均匀化分析的一致性算法,以两种材料组成的复合材料为例进行了例题计算,验证了文中方法的有效性。并讨论了进一步值得研究的问题。     

周期性材料非经典热传导时空间多尺度分析方法

研究了一种空间-时间多尺度的方法,来分析周期性材料中非傅立叶热传导问题。计算模型是根据空间-时间尺度的高阶均匀化理论建立的,通过引入放大空间尺度和缩小时间尺度,研究了由空间非均匀性引起的非傅立叶热传导的波动效应和非局部效应。合并不同阶的均匀化非傅立叶热传导方程,消去缩小时间尺度参数,得到四阶微分方程。并进一步用C0连续修正了高阶非局部热传导方程的有限元近似解,使问题的求解避免了对有限元离散的C1连续性要求。给出的数值算例讨论了各种情况下方法的正确性与有效性。      

搅拌摩擦焊接过程的有限元模拟

对摩擦搅拌焊接工艺进行数值仿真，建立了搅拌摩擦焊接的二维数值计算模型，通过数值手段进行焊接参数研究。并研究了焊接工艺过程中焊件材料的流动情况以及在焊接过程中材料的应力和应变情况，且与已有结果进行比较。证实了所建立模型的正确性与可靠性。     

山东新立庄铁矿床成因及成矿规律探讨

新立庄铁矿床位于山东省淄博市,处于金岭短轴背斜的北东倾伏端,是一个产于中酸性侵入岩和碳酸盐岩接触带附近的接触交代型铁矿床。新立庄一带是山东著名的矽卡岩型铁矿产区"金岭铁矿区"的一部分,具有较好的找矿远景。文章深入研究了矿床地质特征和矿体地质特征,分析了成矿物质的来源和运移方式,阐述了成矿物质的沉淀和富集过程,综合分析了成矿条件;提出矿床成因属于接触交代矽卡岩型铁矿床的观点,燕山晚期是矿床的主要成矿期,矿床主要形成于中酸性侵入岩与碳酸盐岩接触带附近;矿体围岩蚀变十分强烈,其中矽卡岩化是重要的找矿标志;并初步建立了该矿床的成矿模式。     

基于广义塑性本构模型的饱和多孔介质应变局部化分析

给出基于平均化原理的多孔介质动力学分析的基本理论与控制方程,采用适用于饱和砂土的广义塑性本构模型(PastorZienkiewicz模型)进行多孔介质的应变局部化数值模拟,分别对中等松散砂土与密实砂土两类介质进行了应变局部化数值模拟,并进一步对剪切带内孔隙水压力的数值结果进行了分析。可以发现,对密实砂土的模拟孔隙水将会出现负压(吸力)结果,而对中等松散砂土孔隙水则呈受压现象,这种现象出现的原因与材料的塑性膨胀现象密切相关,且计算结果与已有研究成果和试验现象完全一致     

纳米近红外荧光技术在活体成像上的应用

活体荧光成像是用灵敏照相机来探测活的小动物整个身体中的荧光团的荧光发射。传统光学探测方法中由于光子在检测过程中的快速衰减，以及活体组织对可见光信号的强吸收，导致检测灵敏度极低，很难达到应用的要求。近几年来，纳米近红外光技术的出现提高了生物组织渗透深度，降低了自发荧光，从而使活体成像的灵敏度得到极大的提高。总结了一系列纳...     

搅拌摩擦焊数值模拟过程中不同转速与热输入功率之间关系研究

建立了搅拌摩擦焊接过程的三维瞬态传热模型,用移动热源模拟搅拌头的移动.模拟和研究不同搅拌头转速下对应的温度场,通过反问题分析方法给出了搅拌摩擦焊接热源移动模型中热输入功率与转速间的函数关系,通过这一函数表达式,计算出转速为400 r/min的热输入功率,并与试验结果进行对比,误差小于5％,从而验证文中提出的热输入功率与转速间的函数关系的正确性和有效性.     

方块形Gd2O3:Sm纳米发光粉体制备及发光性质研究

采用KOH-水热的方法制备出方块形纳米级Gd2O3∶Sm,并测定了它的光谱,研究了焙烧温度对发光强度的影响,结果表明,热处理对颗粒的形状影响较小,甚至800℃焙烧仍然能得到尺寸在50 nm~100 nm的纳米方块。样品在569 nm、574 nm、584 nm,598 nm、606 nm、615 nm、621 nm,655 nm、668 nm处有发射峰,分别归属于4G5/2—6H5/2,4G5/2—6H7/2,4G5/2—6H9/2;其中,位于606 nm处4G5/2—6H7/2跃迁最强,样品发射出明亮的橙色光,400℃焙烧得到的样品其发光强度明显弱于800℃焙烧得到的样品。     

珍珠层复合堆叠材料中弹性波传播特性研究

通过建立珍珠层复合堆叠材料的拉伸剪切链模型和二维有限元模型,利用多重多级子结构方法研究声子晶体材料带隙特性。结果表明,珍珠层材料是一种具有较低及较宽一阶带隙且多个高频平直带的Bragg型声子晶体,这意味着此材料会导致非常宽的频率衰减区出现,并且其结构与带隙产生机理均不同于局域共振型声子晶体,所以不会出现类Fano干涉现象,更利于实现低频减振的目的。传输特性计算验证了多重多级子结构带隙计算结果的正确性和有效性。进一步研究表明带隙特性主要取决于硬材料("Brick")的密度以及软材料("Mortar")的弹性模量,珍珠层材料的一阶带隙受到这两个材料参数的耦合作用,适当匹配两种材料参数值可以获得更大的相对带隙,也可以进行带隙调控,为设计新型减振隔振材料提供指导。     

饱和多孔介质动力分析的数值流形单元

基于数值流形方法中覆盖函数的基本思想,构造了适用于饱和多孔介质动力耦合分析的三节点平面流形单元,该单元满足Babuska-Brezzi稳定性准则与Zienkiewicz-Taylor分片试验条件,对于位移和孔隙压力具有不等阶的插值函数,且所有节点上具有相同自由度。用标准Galerkin法和Newmark法将饱和多孔介质动力基本方程在空间和时间上离散,得到饱和多孔介质动力分析的流形元离散的算法公式。数值结果表明,与传统有限元相比在孔隙流体不可压缩且非渗流的条件下,数值流形单元对于压力场的计算具有良好的数值稳定性。