随机激励下受热翼面的模态频率特性试验研究

现代高速飞行器结构热模态频率特性试验研究,对这类飞行器设计校核和飞行安全具有重要意义。根据飞行过程中遭受的气动加热特性设计了瞬态热环境模拟系统,同时,根据高温环境的特点对测试中的激励和测量方式进行了重新设计,成功地将普通激振器应用于高温结构模态试验,最终将热环境模拟系统与振动测试系统组合,形成一套考虑瞬态热影响的热模态试验系统,实现了瞬态热环境下结构模态的地面测试。对一个切尖三角翼测量了各个加热区的温度随加热时间的变化,验证了加热温度控制的精确性;在纯随机激励下对测得的激励和振动响应信号采用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transformation,STFT)进行时变模态参数辨识,获得了前四阶模态频率随加热时间的变化,并与结构有限元数值计算结果进行了比较,试验与计算结果吻合得很好,验证了该试验方法对热模态测试问题的有效性和准确性。通过分别对瞬态和稳态热环境下结构模态频率试验和计算结果的分析,探讨了结构瞬态温度场对模态频率影响的机理,揭示了结构内部存在的热应力和材料属性的变化,是决定模态频率随加热时间变化趋势的内在原因。     

溶胶-凝胶法制备镁硅陶瓷纤维及其结构研究

采用溶胶-凝胶法制备了镁硅陶瓷纤维,借助TG/DSC、XRD、FTIR及SEM等测试手段研究了溶胶粘度和硅镁比对纤维制备过程的影响,探讨了凝胶纤维的结构及高温析晶行为.结果表明:适宜的水硅比和较大的硅镁比,有助于高硅区镁硅陶瓷纤维的制备;调节硅镁比,不会改变纤维在高温下的析晶类型,但可以凭借镁离子与氧离子配位结构的变化,调控硅氧网络结构的结合强度,进而影响纤维的初始析晶温度.     

镁铝尖晶石-钇铝石榴石复相材料的制备研究

以富铝尖晶石为原料,分别加入Y2O3细粉、Y2O3和α-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,制备尖晶石-钇铝石榴石复相材料.研究了氧化钇的不同引入方式和烧结温度对尖晶石-钇铝石榴石复相材料烧结性能的影响,并通过XRD、SEM等手段对其物相组成和显微结构进行表征.结果表明:向富铝尖晶石中分别加入Y2O3细粉、Y2O3和αt-Al2O3混合粉、钇铝石榴石前驱体,均能制备出尖晶石-钇铝石榴石复相材料;当Y2O3和α-Al2O3混合粉的加入量为6;,经1750℃烧结3h后,所制备的试样的致密化程度较高,体积密度达3.34 g/cm3,显气孔率为8.0;,制备的试样中镁铝尖晶石、钇铝石榴石晶粒发育较好.     

银加载爆轰实验中生成的固体粒子表征

使用X射线衍射、扫描电子显微镜、X射线能谱、比表面和孔隙度等分析方法,对加载货币银爆轰 实验生成样品的成分含量、粒子形貌、形成物相、金属银的晶粒度、比表面及孔隙度进行了分析。结果表明,银 和铜在爆后的粒子中仍然为共熔体,相对金属银,晶格参数减小,生成银粒子的晶粒度为15.9~22.2nm;由 于高温高压和实验环境的影响,银粒子爆后和其他杂质粒子粘结在一起形成较大的颗粒,含有许多其他成分, 氧化亚铁来源于爆炸罐的罐体,大量无定形碳粉来源于缺氧环境下炸药的不完全燃烧,铝和硅来源于实验装 置。对生成样品的形貌分析证明了XRD对银晶粒度的分析结果。因为样品中含有较多量的碳粉,为了弄清 对气体的吸附作用,对样品进行了比表面、孔隙度以及孔径分析。     

粒子与聚合物协同稳定高内相Pickering乳液

选用二氧化硅纳米粒子(H30)和聚(乳酸-羟基乙酸)共聚物(PLGA)为复合稳定剂, 成功制备出内相体积分数高达90%的高内相Pickering 乳液. 对照实验表明: 单独用H30粒子作稳定剂, 内相体积分数上限为75%; 单独用PLGA 作稳定剂, 发生严重相分离, 不能形成乳液. 无机纳米粒子与聚合物之间的协同作用在制备高内相乳液的过程中起到了关键作用. 因此, 使用无机粒子和聚合物作为混合稳定剂制备高内相乳液是一种新型而有效的方法.     

纳米结构泡沫金冲击响应的分子动力学模拟

采用分子动力学计算程序对纳米结构泡沫金(Au)的冲击响应进行了模拟,得到了不同疏松度条件下泡沫Au的冲击压缩特性。通过获取不同势函数条件下实密Au的冲击Hugoniot关系以及泡沫结构稳定性测试选取适合描述Au泡沫冲击过程中原子的相互作用势。采用密堆积球壳的方式建立泡沫Au的初始构型。通过改变空心球壳的尺寸得到不同疏松度的稳定的泡沫Au结构。对泡沫Au的冲击过程进行分子动力学模拟,获得了不同疏松度泡沫Au在不同冲击压缩强度下的热力学状态参数。将模拟结果与已有的状态方程数据库以及疏松物质冲击压缩模型进行比较,结果表明,计算和理论模型给出的结果仍然存在明显的差异性,亟需通过进一步实验研究来验证模拟计算和理论模型结果的可靠性。     

纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为及流变性的影响

研究了纳米SiO2对可水合氧化铝水化行为的影响以及纳米SiO2与可水合氧化铝混合料浆的流变性.利用XRD和SEM,研究了水化产物的物相组成和形貌特征,并利用Zeta电位仪与流变仪,测试了纳米SiO2-可水合氧化铝料浆的表面电位与流变行为.结果表明:纳米SiO2的添加减缓了可水合氧化铝的水化速度,其原因是纳米SiO2在可水合氧化铝颗粒表面形成包覆层阻碍了其与水的直接接触,从而降低了可水合氧化铝的水化速率;在碱性条件下,纳米SiO2的添加使可水合氧化铝料浆具有良好的分散性,降低了料浆的触变性,使料浆呈现剪切变稀行为.     

多元统计分析在塔里木瓦吉里塔格钒钛磁铁矿床多元素相关性及成矿预测研究中的应用

塔里木巴楚县瓦吉里塔格地区出露有与塔里木早二叠世大火成岩省的形成密切相关的大型钒钛磁铁矿床. 基于多元统计分析对该矿区露头和大量钻孔岩心样品中Fe-Ti-V元素和部分主量元素数据开展了元素地球化学相关性研究. 采用SPSS软件对大量数据进行相关分析和回归分析,计算各元素间的相关系数,Fe、Ti、V 3种元素的相关性分析结果表明： 矿床中Fe、Ti和V之间均呈正相关, 成矿元素与造岩元素之间存在负相关关系;建立伴生钒元素与铁和钛元素之间关系的回归方程V=-4.984+0.360 Fe+0.984Ti,由Fe和Ti元素质量分数可以估算伴生组分V的质量分数.利用Matlab软件的可视化功能,绘制了Fe-Ti-V元素质量分数的三维立体图,建立空间模型,发现Fe₂O_3T、TiO₂和V₂O₅品位较高的位置相对一致,均主要分布于研究区北部中间一带,富集在辉石岩中. 该空间模型的建立有助于识别矿体和非矿体的分布范围和富集趋势,并进行成矿预测. 此项研究对钒元素含量的精确估算和矿藏勘探有一定的指导意义.     

S/In_2O_3纳米材料的制备及其在锂硫电池正极材料中的应用

以硝酸铟和蔗糖为原料,依次经水热反应和550℃碳化制得In_2O_3纳米材料(nano-In_2O_3);将硫渗入nanoIn_2O_3得S/In_2O_3,其结构和微观形貌经SEM,TEM和XRD表征。将S/In_2O_3,导电炭黑和聚偏氟乙烯按质量比8∶1∶1制成正极材料(1);将1涂覆于铝箔上,锂片作参比电极,1 mol·L~(-1)LiPF_6的DMF/DOL(V/V=1/1)溶液为电解液,组装成锂硫半电池。采用循环伏安法和恒电流充放电法研究了S/In_2O_3的电化学性能。结果表明:在1.95 V和2.3 V处有两个还原峰,2.5 V处有一个氧化峰。电流密度为335 m A·g~(-1),首次放电比容量为1 357m Ah·g~(-1),库伦效率为82.75%。经80次充放电后,放电比容量为537 m Ah·g~(-1)。     

Mechanical properties of jammed packings of frictionless spheres under an applied shear stress

By minimizing a thermodynamic-like potential, we unbiasedly sample the potential energy landscape of soft and frictionless spheres under a constant shear stress. We obtain zero-temperature jammed states under desired shear stresses and investigate their mechanical properties as a function of the shear stress. As a comparison, we also obtain the jammed states from the quasistatic-shear sampling in which the shear stress is not well-controlled. Although the yield stresses determined by both samplings show the same power-law scaling with the compression from the jamming transition point J at zero temperature and shear stress, for finite size systems the quasistatic-shear sampling leads to a lower yield stress and a higher critical volume fraction at point J. The shear modulus of the jammed solids decreases with increasing shear stress. However, the shear modulus does not decay to zero at yielding. This discontinuous change of the shear modulus implies the discontinuous nature of the unjamming transition under nonzero shear stress, which is further verified by the observation of a discontinuous jump in the pressure from the jammed solids to the shear flows. The pressure jump decreases upon decompression and approaches zero at the critical-like point J, in analogy with the well-known phase transitions under an external field. The analysis of the force networks in the jammed solids reveals that the force distribution is more sensitive to the increase of the shear stress near point J. The force network anisotropy increases with increasing shear stress. The weak particle contacts near the average force and under large shear stresses it exhibit an asymmetric angle distribution.