摘要：分子动力学模拟已在化学、材料等科研领域得到广泛应用,但在本科化学、材料学实验中鲜有涉及.为培养学生化学、材料计算设计思维,同时帮助学生充分掌握分子动力学模拟方法,基于锂离子电池有机电解液研究案例设计了一个分子动力学模拟综合实验.本实验设计包括分子和溶液结构建模、结构优化、模拟退火、热浴平衡、后处理性质计算等操作步骤,帮助学生初步掌握分子动力学模拟的基本原理、流程和分析方法,实现理论方法水平和软件操作技能的双重提升.

摘要：根据惠更斯原理搭建了一台可分别测量晶体折射率各向异性的实验装置,并在室温至1200℃的温度范围内采用光位移法间接测定了蓝宝石在445 nm波长下的寻常光折射率no和非寻常光折射率ne,计算得到相应的热光系数为1.5793×10^(-4)K^(-1)和1.5517×10^(-4)K^(-1)。此外,基于第一性原理计算了蓝宝石的折射率等光学参数,相应的折射率变化规律与实验相近。实验与计算的结合验证了蓝宝石高温折射率数据的可靠性,为蓝宝石材料的开发应用和相关器件的性能优化设计提供了有效参考。

摘要：重金属污染越来越受到人们的关注,迫切需要开发具有高精度的原位检测技术。瞬发伽玛中子活化分析(PGNAA)技术具有原位、无损、快速等优点而被广泛应用于重金属测量,但由于目前原位检测装置中使用的中子源通量相对较低,因此对一些重金属元素分析精度相对不高。为提高测量精度,直接利用PGNAA技术中的瞬发特征γ射线充当传统X荧光光谱分析的激发源,来激发重金属元素的特征X射线荧光(XRF)信息,提出了一种PGNAA-XRF联合检测水溶液中重金属元素的方法,并设计了一套由BGO和带铍窗的NaI组成的双探测器联合检测装置,分别用来探测PGNAA中瞬发特征γ射线和特征X荧光信息。通过MCNP分别模拟研究了Cr,Cd,Hg和Pb的浓度(ci)对瞬发特征γ射线强度(Iγ)和特征X荧光强度(IX)的影响,模拟结果表明该装置中Cr,Cd,Hg和Pb元素的Iγ和IX均与ci成良好的线性关系,并建立了联合检测方法的经验公式。比较重金属元素特征X射线荧光发现,该联合方法对Hg和Pb等高原子序数重金属的检测较灵敏,最后计算得到该装置对Hg和Pb等重金属元素的检测限分别为17.4和24.2mg·kg-1。

摘要：通过分析预浸带/纱在曲面上的铺放工艺性,提出以轨迹测地曲率作为铺放工艺性测度,构建一种基于结构设计的自调节轨迹规划算法,兼顾自动铺放中的铺放工艺性和结构设计要求。该算法是在满足结构设计的前提下,将预浸带/纱轨迹从结构设计所确定的方向按特定方式向测地线方向偏转,从而减小预浸带/纱的变形。本文以固定角度法作为结构设计准则、以最大容许偏转角法定义修正函数,以此为例阐述具体算法及实施过程。基于Visual C++平台,进行C++和SQL混合编程,以某型进气道为模型进行了算法仿真,并进行了进气道和锥壳的铺放试验。结果表明:容许偏转角的增大有助于缓解预浸带/纱的变形。

摘要：基于轨迹的可铺放性要求分析了铺放过程中预浸料产生畸变的原因及影响轨迹可铺放性的因素。根据测地线定义构造了一种基于网格化曲面的测地线新算法,具有高效率、高精度等特点;在此基础上综合考虑预浸料的可铺放性和构件强度分布要求,提出了具有曲面自适应功能的铺放轨迹算法,可根据预浸料带宽计算得到铺放轨迹容许的最大测地曲率,并将其运用于铺放轨迹设计,使轨迹能够保证预浸料良好可铺放性的同时又满足构件的强度分布要求。最后通过数据库SQL Server和VC++针对某型号S型进气道进行铺放轨迹设计,在CATIA中将计算获取的离散轨迹点拟合成曲线并进行了实际的铺放试验,验证了测地线生成算法和铺放轨迹生成算法的正确性和有效性。

摘要：Z-pin三维增强技术能显著提高层合板层间性能,但会一定程度上引起层合板面内性能劣化。本文着重研究Zpin植入点阵分布对层合板的面内性能的影响,设计加工了在层合板中植入一定体积分数不同点阵分布的Z-pin增强层合板试样,并进行了面内压缩性能测试,获得了Z-pin的点阵分布对层合板面内压缩强度的影响规律,并利用有限元软件分析了Z-pin点阵分布对面内压缩强度的影响机制。研究表明,Z-pin的植入降低面内压缩强度的原因是其破坏了层合板中的部分承载纤维,层合板的压缩强度与垂直于加载方向截面上的Z-pin分布数量成反比;在层间增强要求允许条件下,Z-pin应尽量平行于面内载荷的承载方向植入。

摘要：为解决预浸带缠绕过程中手工搭接效率低的问题,针对原有缠绕设备,设计了一套预浸带自动快速热压接系统。首先分析了预浸带搭接面张力的重要性,并结合基体树脂的粘流特性,从热力学、动力学角度分析了影响搭接界面层搭接性能的主要因素,通过物理实验,分析了时间、温度及搭接长度对预浸带拉伸剪切强度的影响机制。据此,获得适于热压接系统的工艺参数;并对比手工缝接实验,说明该方案的优越性,对复合材料的自动化成型技术具有一定的指导意义。

摘要：研究开发了基于VRML的金属材料与热处理虚拟实验系统 ,在软件内容上以金属材料与热处理的相关典型实验为主 ,既适用于高等院校的实验教学和科研 ,也可为工程技术人员提供功能强大的技术参考和支持。在系统设计上采用B/S结构的网络模式 ,运用数据库、虚拟现实和多媒体技术实现了模拟实验的功能 ,具有交互性好、实验沉浸感强的特点。该实验系统涵盖内容广泛 ,适用性好 ,经过试用取得了较好的效果。

摘要：通过对自动铺带成型工艺过程的分析,论述自动铺放过程是成型压力作用下预浸带蠕变及回复的连续动态过程。经对预浸带蠕变过程分析,采用分阶段适应性调节铺带头压力的方法保持成型压力恒定,以保证预浸带在铺放后厚度均匀。结合自动铺带CAM软件,提出一种基于铺带轨迹控制点的分段调节铺带头成型压力的控制算法,并采用UMAC(Universal Motion and Automation Controller)控制系统设计相应的控制程序,最终实现成型压力分阶段调节子控制系统的搭建。

摘要：为实现复杂曲面外形的大型复合材料构件的自动化成形制造,根据结构设计要求,按照给定点的纤维方向,提出了利用最小二乘法构造铺丝角度(方向)分布函数、通过变角度铺放使得纤维方向满足铺丝角度(方向)分布函数的轨迹规划方法。根据生成的铺丝轨迹,通过覆盖性分析判断丝束增减,并利用组件应用框架技术开发了相应的软件模块。通过某飞机尾段整体铺丝仿真试验对算法进行了验证,结果表明该算法能够满足结构设计纤维方向要求。