摘要：新型磁性荧光材料的开发对鉴定和刑事侦查具有重要意义。由于传统相机中使用的光敏元件在500~700nm范围内表现出最高的量子效率,因此以507~533 nm、533~568 nm和637~683 nm为主发射峰的镧系上转换纳米粒子(UCNPs)适合用于构建磁性荧光材料。本文通过配体连接的方法证实了一种磁性上转换纳米颗粒—NaGdF_(4):Yb,Er-Fe_(3)O_(4)。在优化反应参数后,复合颗粒获得了优异的磁性能和上转换荧光强度,并且可在各种基底上实现高对比度的潜在指纹识别。得益于上转换发光与磁性的结合,指纹识别具有了高灵敏度与通用性。

摘要：多胞材料在高速冲击下呈现出逐层压溃的变形模式,塑性冲击波模型可以用来表征这种集中变形带的传播行为。本文中采用截面应力计算方法得到了随机蜂窝在恒速冲击下的一维应力分布,进而对冲击波的传播规律进行了分析。比较了高速冲击下由不同方法得到的冲击波速度与冲击速度的关系,结果表明RPP-L(率无关,刚性-理想塑性-锁定)模型高估了冲击波速度,但R-PH(率无关,刚性-塑性硬化)模型以及一维冲击波理论得到的冲击波速度与有限元结果比较接近。冲击波速度与冲击速度在高速情形下趋于线性关系,但随着冲击速度的减小,冲击波速度不断减少并趋于常数。根据这一特征和塑性冲击波模型,发展了可以表征冲击波速度与冲击速度的关系、动态应力应变关系的一致近似模型。

摘要：结合多胞材料的可压缩性和圆管结构的轴对称性,提出了一种周期开孔圆管的缓冲吸能新结构.通过数值模拟研究了该结构在轴向准静态加载下的力学响应.加工了典型尺寸的试件,对其进行了准静态实验研究,实验结果证明了数值模拟的可靠性.数值模拟和实验的结果表明在准静态轴压下,该结构主要变形模式为整体轴向均匀压缩,载荷位移曲线平滑,载荷力稳定且幅值较大,比吸能和冲程效率适中,缓冲吸能性能较好.讨论了几何参数对结构吸能性能的影响,发现圆管厚度对平均载荷的大小起决定性支配,二者呈现较好的线性关系,随着周期开孔数或者胞元壁厚的增加,平均载荷逐渐增加,冲程效率逐渐减小,比吸能变化不大.

摘要：结合Stoney公式的多光臂应力测量方法能够有效检测出薄膜电极在充放电过程中的平均应力.然而,经典Stoney公式仅适用于低应力水平的情况.运用修正的Stoney公式考虑了硅电极材料力学性质的变化和基底曲率剧烈变化情况下电极薄膜中应力的演化规律.基于应力和扩散相互耦合的三维非线性有限元模型,验证了修正Stoney公式的准确性.进一步,讨论了曲率分叉出现的条件,确保使用修正的Stoney公式时避免出现曲率分叉行为.

摘要：为规范材料动态力学实验测试技能,基于一维杆中应力波传播理论,采用虚拟仿真技术构建了分离式霍普金森压杆(SHPB)实验试场景,设计并开发了材料动态力学性能测试虚拟仿真实验。该虚拟仿真实验解决了SHPB实验中场地限制、使用安全及耗材损耗等问题,可在教学中帮助学生掌握材料动态性能测试的操作步骤,加深对应力波传播过程的理解,并培养学生具备对材料进行动态力学性能测试分析的能力。该虚拟仿真实验的主要特色是,以应力波理论为基础,构建了可与材料类型、操作过程相一致的开放式虚拟实验测试数据分析模块,为应力波理论的教学内容与瞬态实验力学技术应用方式提供沟通的桥梁。

摘要：细胞和细胞外微环境之间的机械力对于许多生理过程至关重要,如癌症转移和干细胞分化等。有丝分裂在所有这些过程中都起着至关重要的作用。因此,对有丝分裂过程中作用力的深入了解有助于深入了解疾病和疾病治疗。本文开发了一种基于单层荧光颗粒的三维牵引力显微镜方法,用于测量有丝分裂细胞的弱牵引力(~10 Pa)。量化了整个细胞周期中,人类卵巢颗粒细胞(KGN细胞)产生的三维牵引力。本文的研究结果揭示了细胞牵引力在细胞周期中如何变化。

摘要：囊体布热合缺陷的无损检测是系留气球生产过程中急需解决的关键问题。本文通过对锁相热成像检测技术的理论与实验研究,设计了一套可现场应用的囊体布热合缺陷无损检测系统,实现了热合缺陷的自动识别与定位,甚至可以进一步区分热合缺陷的类型,具有较高的可靠度和较强的抗干扰能力。该系统不仅可用于囊体布的热合缺陷检测,还可广泛应用于相关材料或结构的无损缺陷检测中。

摘要：为提高金属靶的抗弹性能,设计了一种含有月牙形空腔结构的金属靶。利用ABAQUS软件对月牙形空腔结构在12.7 mm穿甲燃烧弹弹芯侵彻下的弹体偏转性能进行了数值模拟研究,讨论了月牙形状、弹着点和空间排布对弹体偏转效果的影响。结果表明:月牙形状对弹体的偏转效果有显著的影响;空腔结构在不同弹着点表现出不同的弹体偏转性能,处于空腔胞元最薄弱处附近的弹着点弹体偏转角度明显小于其他位置;空腔胞元空间排布的非对称化处理能够提升空腔结构对子弹的偏转效果。

摘要：为解决现有爆炸冲击响应谱(Shock Response Spectrum,SRS)加速度重构方法依赖于大量试验数据的问题,对比了阻尼正弦与小波两种不同加速度重构方法在合成爆炸冲击响应谱时的性能。将对重构SRS质量的评估转化为与目标谱匹配度的最小值优化问题,并首次将自适应遗传算法(Adaptive Genetic Algorithm,AGA)应用于SRS重构的优化问题中。对比了交叉先行、变异先行和不定向3种不同的AGA在爆炸冲击响应谱时域重构优化中的性能,并与基本遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行对比。结果表明,AGA的优化结果比GA有较大幅度的改善,且不定向AGA所得结果是3种AGA方法中最好的,其SRS各频点数值均在(–3/+6)dB容差范围之内,与目标谱的匹配度更好。仿真对比算例验证了该方法在冲击响应谱的时域重构应用中具有较高的准确性和实用性,为进一步提高航天器结构在爆炸冲击载荷下响应的计算精度提供了支撑。

摘要：基于非均匀有理B样条(NURBS)曲面建模技术,边界物理量同样用NURBS基函数插值,推导出三维声场等几何边界积分方程。进一步以控制点为设计变量,用直接微分法推导出等几何敏感度边界积分方程,给出声场声压对形状参量的敏感度。针对边界积分方程中的超奇异积分,使用奇异相消技术并结合Cauchy主值积分和Hadamard有限部分积分处理,给出了超奇异积分的NURBS插值半解析表达式。数值算例验证了本文算法求解声学结构形状敏感度的有效性,为声学结构的整体形状优化打下基础。