摘要：个人安全防护在日常生活中一直扮演着重要的角色。开发具有增强抗冲击和优异热性能的先进功能安全防护复合材料将是防护服的重大发展。因此,通过将短凯夫拉纤维(KFs)引入到剪切变硬弹性体(SSE)中制备了凯夫拉纤维增强聚合物(KFRP)。具有15 wt%KFs的KFRP(KFRP-15%)的储能模量随剪切频率由0.1 Hz到100 Hz从222.8 kPa增加到830.8 kPa。垂直型KFRP-15%相比SSE具有更高的抗拉强度(2.65 MPa)和断裂韧性(11.95 kJ/m2),表现出更强的抗撕裂性。另外,KFRP-15%具有优异的抗冲击性能,它可以将锤头冲击力从1.74 kN耗散到0.56 kN,且在10次连续冲击后仍然保持完好。进一步,KFRP-15%也具有优异的抗刺性能。此外,KFRP-15%还表现出改善的传热性能、阻燃和抑烟能力。最后,集防护、散热和阻燃一体的基于KFRP-15%的护腕被成功制备。

摘要：光镊技术被广泛应用在俘获和操纵微纳米尺寸颗粒,目前被研究学者普遍接受的俘获吸光性颗粒的机理为光泳力.本文实现了对空气中被俘获的吸光性颗粒的红外显微观测.当激光器功率为1.0 W时,成功观测到被俘获墨粉颗粒(直径约7μm)和甲苯胺蓝颗粒(直径约为1—20μm)的温升约为14 K,为光泳力理论提供了强有力的证据.另外,首次用可见光显微镜和红外显微镜同时观测到被俘获颗粒的周期振荡现象,并分析了振荡现象的产生机理.

摘要：数字图像相关测量的普及提出了建立散斑质量评价体系要求,即发展针对不同的数字散斑图能够评估测量精度的标准方法.其中,数字图像相关计算中插值误差引起亚像素位移系统偏差(插值偏差)的估计是评价散斑质量的重要参数,然而至今插值偏差与散斑图结构及其插值方法之间的深层机制仍然不明,而且缺乏快速有效的手段估计插值偏差的量级.基于傅里叶方法获得了插值偏差的解析表达式.在满足采样定理的情况下,对其简化得到了插值偏差的带限近似形式和正弦近似形式.插值偏差的正弦近似形式解释了插值偏差随亚像素平移呈正弦形式变化的现象.基于插值偏差的正弦近似公式,提出了决定插值算法用于相关匹配优劣的插值偏差核概念,它表征了插值算法对散斑图特定频率的偏差响应,插值偏差是由插值偏差核与图像功率谱乘积的积分决定的.基于理论分析,提出了一种通过散斑频谱和插值偏差核估计插值偏差的简便有效算法,较之于传统的散斑图平移方法有明显的速度优势.分析了模板大小对估计精度的影响,并通过模拟进行了验证.解释了插值偏差产生的深层机理,解决了长久以来插值偏差难以快速估计的问题.不仅可以用于插值偏差估计,也可以用于插值算法优化,滤波模板选取等问题.对建立散斑质量评价体系,从而制作方便用户的水转印标准散斑也有推动作用.

摘要：在MTS809材料试验机和自行研制的旋转盘式间接杆杆型冲击拉伸试验机上,对聚碳酸酯板材进行了准静态0.001s-1、0.01s-1、0.1s-1和高应变率400s-1、800s-1、1700s-1加载条件下的单向拉伸试验,得到了不同应变率下聚碳酸酯板材的拉伸工程应力-工程应变曲线。试验结果表明:聚碳酸酯的拉伸力学行为呈现明显的非线性变形特征;在文中实施的0.001s-1～1700s-1应变率加载范围内,聚碳酸酯拉伸力学性能具有明显的应变率相关性,其屈服应力和与屈服应力相对应的失稳应变均随应变率的增加有显著的增大。

摘要：研究双相AlxCrMnFeCoNi(x=0.4,0.5,0.6,摩尔分数,%)高熵合金的显微结构、拉伸力学性能与锯齿流变形为。经热力学处理后合金的显微组织由铸态树枝晶演化为由fcc和bcc组成的等轴晶。随A1含量增加,bcc相体积分数增大,fcc晶粒尺寸减小,合金强度得到显著提高。在中温区间,随试验温度升高,锯齿流变类型发生A+B→B+C(C)转变。因Al原子对位错的钉扎作用较强,含Al合金的平均锯齿应力振幅明显高于不含Al的CoCrFeNiMn合金。早期的小变形使fcc晶粒产生较低密度位错列和弯曲位错,而bcc晶粒中位错的攀移和剪切机制占主导地位。较大塑性变形后,位错的交滑移和扭折现象频繁发生,而高密度的位错缠结形成位错胞结构。

摘要：基底上薄膜结构中的过大残余压应力常常通过屈曲不稳定性诱发薄膜结构和功能的失效.屈曲不稳定性、演化与斑图形成是近年来非线性力学研究的热点.此类屈曲不稳定性受薄膜-基底的力学性质以及界面相互作用影响,进而呈现出复杂的屈曲模式如褶皱、翘曲和折痕等.论文简要综述褶皱、翘曲和折痕等屈曲模式的形成机制、影响因素和后屈曲形貌相关方面的进展.褶皱部分,重点介绍了褶皱的形成、多级褶皱结构、局域化的褶皱、各向异性褶皱和曲面上的褶皱.翘曲部分,介绍了翘曲结构包括一维翘曲结构、＂电话线＂屈曲泡、网络状屈曲泡等的形成与生长过程,并讨论了曲面几何、界面滑移、开裂等因素的影响.折痕及其它复杂屈曲模式部分,介绍了折痕、叠痕及隆起失稳的形成机制与临界条件.

摘要：通过均匀化热处理、冷轧和再结晶退火方法制备CoCrFeNiMn高熵合金。采用X射线衍射议、光学显微镜、扫描电子显微镜和多功能试验机研究热机处理对合金显微组织和不同温度下拉伸性能的影响。结果表明,再结晶退火后,铸态树枝晶结构转化为等轴晶结构,在此过程中仅观察到单一的面心立方相。在最大轧制比(40%)条件下得到的晶粒最细的合金由于晶界强化作用表现出最高的强度,而其伸长率随温度呈凹形变化特征。较粗晶粒合金的伸长率和加工硬化能力都随温度升高而单调下降。中间温度观察到的锯齿流变是由于位错的有效钉扎作用,它证明了动态应变强化的发生,并导致伸长率的降低。另外,拉伸断面上的韧窝呈典型的塑性断裂特征。

摘要：研究了Ni54+xMn25Ga21-x(x=0~4)高温形状记忆合金体系中,Ni元素含量对微观结构、马氏体相变特性及准静态压缩强度、塑性与不同预应变条件下记忆特性的影响。研究发现,当Ni含量较低时,合金由单相正方马氏体相组成,高Ni含量合金则呈现由马氏体和面心立方γ相组成的双相组织,每个马氏体集群由四个不同取向的变体组成,变体间存在I型或II型孪生关系。由于马氏体电子浓度和尺寸因素的影响,马氏体相变特征温度随Ni含量增加显著提高。通过添加Ni替代Ga引入γ相可以显著改善合金的压缩强度和塑性,其中Ni56Mn25Ga19合金呈现较优异的力学性能。但合金中γ相含量较多时,形状记忆效应和形状回复率逐渐减弱。因此,进一步优化合金综合性能时需兼顾强度、塑性和形状记忆性能之间的平衡。

摘要：数字图像相关中散斑质量评价标准应该综合考虑系统误差和随机误差的作用。之前的工作考虑了无图像噪声情况下插值引起的系统误差,本文则进一步研究了有图像噪声情况的系统误差,并与随机误差综合考虑提出了完善的散斑质量评价参数。本文推导了有噪声情况下系统误差的解析形式,揭示了噪声引入系统误差产生的内在本质在于插值引起噪声不确定性对亚像素位置的依赖。依据理论分析,插值噪声耦合函数的概念被引入,它由插值基函数平移平方和的斜率决定,表征了噪声引入系统误差随亚像素位置的变化。插值耦合函数将之前的研究成果纳入统一的理论体系,并从本质上解释了高阶B-样条插值对应的噪声引起系统误差较小的现象。数值模拟与本文的理论分析显示一致,在真实的亚像素平移实验验证中,本文将公式推广到非均匀噪声情况,并与实验结果获得了较好的吻合。基于对系统误差的理论分析,综合考虑系统误差和随机误差影响,提出了两种计算误差评估参数:总误差的最大值和平方平均值,并提出了快速估计算法且通过数值模拟进行了验证。计算误差评估参数实际也是一种散斑质量评价参数,提出的评估参数弥补了现存散斑质量评价参数未足够考虑插值影响的缺陷,是更完善的散斑质量评价标准。本文应用新提出的散斑评价参数对一些常见散斑图进行了评价,并将其用于对模拟散斑图的优化。

摘要：光镊技术中,会聚的空心光束形成的能量光阱可用来捕获吸光性颗粒或操纵吸光性颗粒沿光轴方向运动。采用Gerchberg-Saxton(GS)算法计算所需相位,并将相位载入相位型空间光调制器来获得空心光束。为了提高会聚的空心光束能量,对空间光调制器相位屏进行预处理,叠加数字闪耀光栅位相,实现了将四个一级衍射谱闪耀至零级干涉极大位置,空心光束能量提高到原来的4.7倍。为了消除空间光调制器二维光栅结构所形成的零级谱亮斑以及高级谱的影响,在相位屏上加入球面波相位,使得空心光束衍射谱平面与零级谱平面的空间位置分离,并采用带通滤波器将空间光调制器的零级谱亮斑和高级谱滤掉。采用高度会聚透镜将所得空心光束会聚为微米尺寸,可应用于捕获吸光性颗粒。另外,利用离散傅立叶变换的平移原理实现空心光束实时平移,该方法可应用于实时操纵吸光性颗粒移动。