摘要：通过分子构型和分子间相互作用是调节材料的发光颜色和光物理性能的重要途径之一。本文以苯并噻二唑为受体(A)、三苯胺(TPA)和二甲基吖啶(DMAC)为给体(D),设计并合成了两种D‐A‐D和D‐A‐D′型的发光分子,分别为TBT和DBT。两种分子均表现出同质多晶现象(TBT‐O:λ_(PL)=593 nm和TBT‐R:λ_(PL)=616 nm;DBT‐Y:λ_(PL)=570 nm,DBT‐O:λ_(PL)=605 nm和DBT‐R:λ_(PL)=642 nm)。在外界刺激下,对称结构的TBT为四色的可逆光色转换,非对称的DBT分子则表现为不可逆光色转换。本研究为基于苯并噻二唑类刺激响应发光材料提供了重要的分子设计思路。

摘要：为解决结构动态冲击载荷拓扑优化计算过程复杂、计算效率低,而且难以收敛等问题,建立了一种在冲击载荷下结构的拓扑优化方法.将双向渐进结构拓扑优化方法和等效静力载荷优化方法相结合,同时将权值法和材料插值模型引入其中.采用内外双层循环的方式实现了冲击载荷下单相材料和双相复合材料/结构的拓扑优化.通过两个算例验证了方法的可行性与高效性,并且对优化后的结构进行动态响应分析,分析结果表明与传统方法相比,采用新方法优化得到的结构,在冲击载荷下承载能力更好,说明该方法适用于冲击载荷下结构的拓扑优化设计,且优化流程简洁,计算效率高,优化平稳高效.

摘要：金属基热防护系统具有轻质、耐用、可操作性、成本高效等特点,是实现降低重复使用飞行器费用的一个关键技术。通过比较分析超耐热合金防热板和改进型防热板,给出了金属热防护系统的各个部分的设计准则。建立了蜂窝夹芯板和纤维隔热毡的有效热导率的数值预报模型,算例研究表明本文给出的数值预报方法正确。使用二维热分析模型和三维承载分析模型,实现了传热和承载分析的迭代计算,算例表明迭代方法有效、可行,可用于可重复使用飞行器金属热防护系统的分析与评价。

摘要：聚脲防渗涂层材料力学性能的耐久性对保障水工结构工程长久安全运行意义重大,目前缺乏考虑聚脲材料化学构成对防渗涂层使用寿命预测的理论及公式。本研究基于聚脲材料化学键构成、水解老化机理及Arrhenius老化模型,考虑聚脲材料的脲键、氨酯键含量的影响,提出了聚脲防渗涂层的老化寿命预测理论及公式,该理论能够反映不同聚脲材料的氨酯键、脲键含量与水解老化寿命的关系。根据聚脲防渗涂层中氨酯键、脲键含量定义了聚脲涂层力学性能,通过湿热加速老化试验确定了氨酯键水解老化参数,确保了聚脲材料寿命预测公式的可靠性。实现了在不同温湿度运行环境条件下,不同聚脲防渗材料的使用寿命预测及材料设计方法,对水工建筑物聚脲防渗涂层的设计及应用具有指导意义。

摘要：稀土掺杂微/纳材料的偏振上转换发光在单颗粒示踪和生物医学等领域具有广泛的应用前景.稀土离子的偏振上转换发光主要取决于其局域态的电子结构和激发态动力学.利用单颗粒偏振上转换光学测试平台对β-NaYF_(4):Yb^(3+)/Er^(3+)微米棒的偏振上转换发光进行了系统研究.随发射偏振角的变化,单个微米棒的上转换发光强度发生周期性改变,且来自Er;同一光谱支项的不同晶体场子能级跃迁的偏振方向不同.与光谱支项整体的上转换发光相比,其晶体场子能级上转换发光表现出更大的发射偏振度.利用Er;高度偏振的晶体场跃迁谱线,实现了对单个微米棒空间取向的动态分析,揭示了NaYF_(4):Yb^(3+)/Er^(3+)微米棒作为偏振各向异性的上转换荧光探针在单颗粒取向示踪方面的潜在应用.

摘要：本文设计了一种能够对机械波进行吸收的超材料梁,超材料梁由若干质量-弹簧微结构系统和一根各向同性梁构成.通过对两种不同结构的质量-弹簧系统的分析,从理论上解释了"负有效质量"和"负有效刚度".根据Hamilton原理,导出了超材料梁的代表性胞元的控制方程.通过数值模拟分析了两种不同结构的有限超材料梁对机械波的吸收性能,一种是弹性系数线性变化的质量-弹簧系统在有限梁内均匀分布,另一种是由固有频率线性变化的弹簧-阻尼器子系统构成四个相同吸收器子群在有限梁内均匀分布.模拟结果表明,进入梁中的机械波与质量-弹簧振子构成的吸收器系统发生了共振,对机械波起到了理想的吸收,从而验证了本文提出的超材料梁对机械波吸收的有效性.

摘要：为了研究钢筋位置对混凝土起裂韧度与失稳韧度等断裂参数的影响,以及钢筋在混凝土裂缝扩展过程中的限裂作用,设计制作了4组在不同位置布置钢筋的三点弯曲试件,对其进行了断裂性能试验研究,并给出了利用叠加原理求解钢筋混凝土试件的起裂韧度与失稳韧度的计算公式。研究结果表明:在加载过程中,钢筋混凝土试件的P-CMOD曲线将出现两个荷载峰值点,其裂缝扩展过程可以用双K断裂判据来描述;起裂韧度与钢筋位置无关,可以作为材料的断裂参数;而失稳韧度受钢筋位置的影响,且钢筋未贯穿裂缝时的失稳韧度远大于钢筋贯穿裂缝时的失稳韧度,这为实际工程中锚杆加固提供了有效的试验依据。

摘要：充气展开自支撑臂是由层合铝膜和离散自支撑壳组成,可在无充气压力下实现对有效载荷的支撑。为提高充气展开自支撑臂振动特性预测精度,首先,基于Timoshenko梁理论和哈密顿原理,推导了自支撑臂振动微分方程,提出了考虑充气压力的预应力和构型变化的梁单元模型。该单元模型考虑了结构自支撑壳的离散分布特性,使建立的质量矩阵更接近自支撑臂结构的真实值。然后,通过实验对该模型进行验证,结果表明本文方法比传统梁单元模型具有更好的精度。最后,分析了充气压力和自支撑壳宽度等参数对自支撑臂结构振动模态的影响规律,结果可为充气展开自支撑臂的设计提供理论参考。

摘要：超高韧性水泥基复合材料(Ultra-High Toughness Cementitious Composites,UHTCC)具有优异的韧性和吸能效果,采用UHTCC和UHPC材料制成的功能梯度板具有优越的抵抗爆炸冲击性能。为了更好地研究UHTCC材料在爆炸荷载下的损伤规律,设计出性能优良的防护结构,该文利用LS-DYNA软件对UHTCC功能梯度板接触爆炸进行了数值模拟。探讨了靶体材料、炸药量、配筋情况、能量吸收层厚度对结构抗爆性能的影响。研究结果表明,UHTCC功能梯度板可以有效减少爆炸荷载下的开坑、震塌以及靶体损伤,同时吸收更多的爆炸冲击波,从而达到优良的抗爆效果。配置拉结筋并合理设置能量吸收层厚度能有效减少靶体损伤。

摘要：根据某型卡塞格林系统主反射镜组件的设计要求,在遵循主镜支撑结构材料的线膨胀系数与主镜材料相匹配原则的基础上,采用有限元分析和参数优化设计相结合的方法,设计和分析了3套主镜组件方案。结果表明,在结构参数相同情况下,SiC主镜的静态、动态性能优于熔石英和K9主镜。对SiC主镜进行轻量化参数优化后,得到了直径为256mm、质量仅为1.22kg的镜体。通过对3种方案主镜组件的结构-热分析表明,主镜及其支撑结构均采用SiC材料的第3种主镜组件方案,消除了材料间的热膨胀错配,主镜面的变形误差完全满足设计要求,综合性能优于其它两种方案。