由二次Doppler效应确定非晶合金的Debye温度

一、引言 固体中原子间相互作用使原子围绕平衡位置振动并形成各种模式的波,Debye从连续介质中的弹性波考虑分析了晶格振动的能量,从而得到了固体比热的公式。Debye理论中的特征温度——Debye温度θ_D是标志固体中原子间结合强弱的物理量,对研究晶格动力学是有意义的。一般可以从两个方法求θ_D:1)测定固体比热随温度变化的规律,按Debye比热     

非晶态固体力学

经典的固体变形和断裂理论建立在连续介质尺度,结合位错、晶界、解理等概念可成功应用于各类晶态固体.然而,该经典路径对于拓扑长程无序的各类非晶态固体面临极大的概念和理论挑战.根本原因是,传统晶体学概念在非晶态无序结构中无法定义,导致以此为基础建立的固体力学理论全部失效.本文针对非晶合金这类典型非晶态固体及其对应的原子或胶体模拟体系,介绍和评述与力学相关的研究进展,包括塑性载体、塑性本构理论、蠕变与应力松弛、剪切带、断裂失效.最后,对非晶态固体力学研究的发展现状和未来趋势进行简要总结.     

物理化学力学——一个新的知识领域

在各种固体的各种性质中,在外力作用下抵抗破坏和变形的力学性质,如强度、塑性、弹性等,占有特殊地位。这些力学性质直接与物体的结构,与在物体中作用着的分子内聚力和热运动特性有关。固体的强度、塑性和弹性,是判断它用来作为建筑和结构材料、建筑构件、机器和机械零件的可能性的主要而又最有特征的性质。如果不是首先依靠对于材料的力学性质的     

弹性板波超材料研究进展

超材料指具有超越天然材料性能的人工材料,因其独特的物理性质及广泛的应用领域而受到人们的关注.固体中的弹性波被广泛应用于无损检测、无线通讯、无源传感等领域,具有重要的应用价值.不同于流体声波,固体中的弹性波由于存在纵波与横波的耦合及模式转换,更难以进行精确操纵,这就给超材料的应用提供了很好的舞台.本文以弹性波中极具代表性的板波作为焦点,较为系统地回顾了板波超材料的发展历史、主要研究进展及其在未来信息功能器件发展方向的潜力.     

超材料结构的弹性波带隙主动调控研究进展

周期超材料结构由多个相同的子结构根据一定的规律性和周期性组成,具有特殊的力学特性,比如带隙.弹性波只能在特定的频带(通带)内沿超材料结构传播,而在其他频带(带隙或禁带)内的弹性波将被阻隔.利用带隙特性可以实现弹性波过滤、振动和噪声控制等,由此学者进行了大量的研究工作,希望获得各种具有更好带隙特性的超材料结构.然而在实际工程应用中,超材料结构的尺寸往往已被固定,频率带隙的宽度以及位置往往成为限制其实用性的问题.因此,分析超材料结构中弹性波带隙的主动调控具有重要的理论与实际意义,可以为周期结构的振动控制和减振设计提供理论依据.本文针对周期超材料结构,综述了其中弹性波带隙主动调控问题的研究现状,简述了近年来发展的弹性波带隙主动调控研究方法,介绍了热点的研究结果,并提出了值得进一步深入研究的问题.     

位错理论的继承、分析、应用和发展

一位错理论与强度物理学强度物理学是固体物理学的一个分支。它所研究的范围是固体(特别指晶体)的力学性质与内部结构之间的关系。当固体受到渐渐增加的拉伸应力的作用时,它首先发生弹性形变,随后发生不可回复的或范性的形变,最后发生断裂。此外,当固体在较高温度下进行拉伸时,会发生蠕变;在循环应力的作用下,会出现疲劳现象;而在较低温度下,则主要产生变脆的现象。上述这些弹性、范性和断裂等现象是固体用作工程材料时所表现的宏观性能。研究     

自由表面圆弧型不规则边界对SH波的散射

不规则边界的弹性波散射研究有着广泛的工程应用背景.这类问题通常用数值方法求解.为了检验数值解的精度,解析结果是很重要的.但是,由于数学上的困难,可利用的解析结果很少.本文针对弹性半空间表面任意圆弧型凸起和凹陷边界两种出平面散射模型,概述了一种波函数展开方法的要点,并结合地震工程讨论了场地与地震波相互作用的若干特点1 模型和理论分析要点本文讨论的弹性波出平面散射模型如图1所示,其中(a)和(b)分别代表了弹性半空间表面圆弧型凸起和凹陷形状的不规则边界.图中d表示散射体的特征高(深)度;L表示散射体     

富铁硼化物FeB的电子理论研究

过渡金属硼化物结构的成键类型和机理一直是国内外固体、金属、物理化学各领域科学研究者非常感兴趣而又有很大争议的问题.由于其结构的复杂性,很难用能带理论对它进行计算.本文用固体与分子经验电子理论对富铁硼化物FeB进行了价电子结构分析,并以此为基础,对其力学、电学、磁学等物理性质进行了定量、半定量计算或定性的解释,获得了比较满意的结果.这里仅报道对FeB的价电子结构分析.     

从确定性到随机性的黏附接触理论

胶体、药物输运、细胞-病毒等体系中广泛涉及纳米颗粒与弹性固体表面之间的黏附相互作用.本文简要回顾了黏附接触理论的发展历史:已有的确定性黏附接触理论(如JKR,DMT等模型)预测,颗粒在低于临界分离拉力的作用下不会与基底分离,这一结论在颗粒特征尺寸减小到纳米尺度时不再适用.研究表明:当纳米颗粒与固体表面黏附的能量尺度接近环境热噪声的特征能量时,其界面黏附呈现出显著的尺寸效应和由此导致的随机性.基于经典的Kramers理论,建立了统计的黏附接触理论,将纳米颗粒与固体表面的黏附状态演化视为广义扩散过程,并用黏附寿命的概率分布描述黏附界面的相对强弱.两个纳米颗粒同时与弹性固体表面作用时,二者的黏附状态呈现明显的时空关联,可通过改变其中一颗粒的状态,间接调控另一颗粒的黏附寿命.     

固体C_(60)分子动力学的核磁共振研究

在室温下,固体C_(60)呈面心立方结构,因分子快速旋转故取向无序.在250—260K,固体C_(60)分子的晶体结构出现了一级相变,在简立方晶格,降低的空间群对称性至P_a~(?),但即使在有序相,短程无序仍持续到较低的温度.不久前,Shi等报道了C_(60)单晶的弹性力学研究结果,对纯化的fcc晶体,杨氏模量在260K的一级相变点有8%的跳跃,而在160K存在着一个与频率有关的反常弹性形变(来自随时间变化的压力弛豫),而Tycko等提出的与自旋-晶格     

线性剪切流中弹性界面液滴变形的惯性作用

弹性界面液滴(由弹性界面包裹而成的液滴)在流场中的变形等动力学行为是深入理解液滴群悬浮液流变特性以及发展基于液滴的物质输送技术的重要基础.流体惯性、液滴界面弹性、流体黏性等力学作用相互耦合,共同控制弹性界面液滴的动力学行为.已有文献以Stokes流假设进行简化,集中研究了忽略流体惯性条件下弹性界面液滴的变形动力学行为.本文结合Front Tracking Method和Finite Element Method,在传统两相流模拟方法中引入薄膜弹性力学理论,发展了能同时考虑液滴界面弹性和流体惯性的两相流数值模拟方法,研究了颗粒雷诺数(Re)对线性剪切流中弹性界面液滴变形动力学行为的影响.结果表明:雷诺数较高时,弹性界面液滴的瞬态变形出现振荡,且随雷诺数增大,变形振荡的幅值和周期都增大,液滴瞬态变形时间变长;随雷诺数增大,液滴的最大变形和稳态变形均增大,且液滴形状也有显著变化.由此可见,在Re1的条件下,流体惯性对弹性界面液滴变形动力学行为的影响不可忽略.     

经济系统预测的混沌理论研究评述

传统的经济预测理论与方法是建立在牛顿力学范式基础上的,面对日益复杂变化的经济社会,其局限性和无效性已经显露出来.预测学的发展需要寻求新范式.以混沌等为代表的复杂性科学理论,对待自然界和经济社会现象有着与传统科学不同的思想和研究方法,为经济预测提供了新的理论框架.本文总结了传统预测范式的基本观点及国内外应用混沌理论研究经济预测的现状,提出将经济预测问题作为复杂系统问题加以研究,指出应用混沌理论对其开展进一步深入研究的领域与方向.     

单面弹性固体层负载的板中SH波的时频分析

利用时频分析方法分析一侧附有弹性固体负载层的各向同性板中水平剪切波(SH波)的传播特性. 为验证该方法的有效性, 采用基于短时傅立叶变换的时频重排方法对有限元仿真出来的SH波信号进行了分析. 提取出来的频散数据与频散方程分析的结果相符. 结果表明, 负载层厚度的增加会引起SH0模式群速度和高阶模式截止频率的降低, 从而可应用于负载层特性的传感. 文中也讨论了该方法的局限性.     

有限变形非线性弹性动力学变分原理

弹性力学作为精确理论,从本质上就是非线性的,尽管经典的线性近似理论已经完整和成熟,但它有很大的局限性,尤其是近些年来新现象的发现,新材料、新结构的应     

流场中复杂液滴的变形运动与吸附

液滴动力学是多相流热物理学的重要基础研究方向.随着科学研究的逐步深入和工业技术的不断发展,人们发现液滴的界面可由多种物质分子组成且可出现复杂的结构,如石油工程中表面活性剂、固体颗粒等物质吸附于油水液滴界面,细胞等生物液滴由具有复杂分子组成和结构的膜包裹等.研究发现复杂的分子组成和结构使液滴界面具有剪切弹性、面积扩张弹性、抗弯特性等显著不同于普通液滴表面张力的力学性质,而复杂的界面力与流场黏性力、壁面物理化学吸附力等相互耦合导致液滴在流场中展现复杂的变形、运动、吸附等动力学行为.本文介绍了复杂液滴界面的力学性质及其模型描述,综述了近年来关于流场中复杂界面液滴的变形、运动、吸附行为的研究进展,并给出了后续研究的建议.     

成岩深度测算原理的探讨

现有资料已经证明，岩石圈及其以下相当深度的岩石表现为固体性质，因此，应该按固体内应力状态测算深度；岩石力学实验证明围压越大，岩石的抗张，抗剪强度越高，在特续增高围压的条件下，岩石抗压强度几乎是无限的，Ｓｉｂｓｏｎ提出１０－１５ｋｍ左右之下岩石逐渐由脆性转变围 ，韧性岩石及具有弹性的固体，并不外于静流体压力状态。在目前缺乏反映流变程度数据的情况下，当已经测得不可忽略的差应力时，暂用弹性固体模型代替静     

建议一组关于极限分析的定理

固体力学中的极限分析法是个很有实用价值的塑性力学分支,著名的上下限定理,为这一方法奠定了理论基础。但由于据此求得的上下限往往相距甚多以及由于不易妥善选取应力场而产生的下限解远少于上限解等困     

非局部弹性理论中的混合边值问题

一、引言 非局部理论是考虑了材料微结构具有长程相互作用的一种具有微结构的广义连续介质理论。对均匀、各向同性的弹性固体,非局部线性理论的基本方程为     

四川省强度与振动重点实验室

四川省强度与振动重点实验室四川省教委高教处四川省强度与振动重点实验室是铁道部重点学科——固体力学学科点的支撑实验室，于１９９５年经四川省政府同意由四川省教委批准建立。实验室建有固体力学博士点和固体力学博士后流动站。现有科研教学人员６２人。其中，教授１...     

分形在化学中的应用

“数、理、化、天、地、生”这些传统的基础学科正与当前迅速发展的新技术相结合,使用数值、解析和图形并举的计算方法,推出了横跨多种学科门类的新兴领域.这种发展的一个重要标志,是出现了一系列以“非”字开头而命名的新方向和新领域.分形理论是解决非线性问题的崭新理论,它在化学中有着广泛的应用.