摘要：采用基于密度泛函理论的第一性原理计算方法,从理论上系统研究不同Al固溶浓度x(x=0~1)下面心立方(FCC)结构Cr1-xAlxN硬质刀具涂层的微观几何构型、相结构稳定性及其热分解机制,并从电子结构角度对其稳定性起源进行分析。结果表明:随着Al固溶浓度增大,FCC-Cr1-xAlxN晶胞逐渐收缩,而其晶格畸变程度却先增大后减小,且当Al浓度x为0.5~0.75时,FCC-Cr1-xAlxN晶格畸变较为严重,为析出密排六方(HCP)结构的Al N化合物提供源动力;随着Al固溶浓度增大,FCC-Cr1-xAlxN相结构稳定性逐渐降低,且其极易按FCC-Cr1-xAlxN→(FCC-Cr N)+(HCP-Al N)→(HCP-Cr2N)+N2+(HCP-Al N)的路径进行分解,计算结果与实验保持一致;Al固溶致使FCC-Cr1-xAlxN相结构稳定性降低的内在原因在于Cr1-xAlxN晶胞中Cr—N共价键作用随Al固溶度的增大而逐渐减弱。

摘要：【目的】探讨自动驾驶汽车的安全性。【方法】首先,通过分析国内外自动驾驶汽车安全研究的现状,并对其进行梳理和总结;然后,归纳自动驾驶无法避免碰撞的原因以及分析错综复杂的车内外环境,对自动驾驶汽车碰撞安全问题的应对策略进行讨论;最后,就自动驾驶汽车碰撞安全技术的提升做出展望。【结果】就目前而言,智能化技术仍然存在许多不成熟的地方,尤其是自动驾驶汽车的安全方面依旧有许多领域需要更多的研究与试验,比如自动驾驶的障碍物识别、路径规划、控制策略以及自动驾驶汽车的内部空间布局等。【结论】自动驾驶技术在汽车上的使用让人们拥有了更安全、更舒适的乘坐体验,研究人员应当牢牢围绕“以人为本”这个理念,关注人的需求,保护人的安全,并围绕该理念设计与发展智能化技术。

摘要：以天然隐晶质石墨为导热填料,聚乙烯醇（PVA）为粘结剂,采用热压法制备了隐晶质石墨/PVA 导热复合材料,研究了纯化前后隐晶质石墨含量与粒径对复合材料导热性能的影响.结果表明,随着石墨含量增加,复合材料的热扩散率上升.隐晶质石墨含量分别为89％和99％时,原矿隐晶质石墨制备的复合材料热扩散率分别为5．224和7．459 mm2/s,纯化后隐晶质石墨制备的复合材料热扩散率则为7．839和9．458 mm2/s,纯化后复合材料热扩散率较原矿提高；纯化前后隐晶质石墨在未球磨和以300～600 r/min球磨时,随着平均粒径的减小,复合材料的热扩散率下降.原矿球磨后隐晶质石墨/PVA 复合材料热扩散率从5．224 mm2/s 减小到4．682 mm2/s,纯化后球磨隐晶质石墨/PVA 复合材料热扩散率从7．839 mm2/s 下降到6．019 mm2/s.研究表明,隐晶质石墨/PVA 复合材料导热性能随着石墨含量的提高而增强,随着石墨粒径的减小而减弱.

摘要：考虑载荷大小和方向的不确定性,以结构柔顺度的期望和方差的加权和为目标函数,结构体积为约束函数,研究稳健结构拓扑优化方法。首先给出载荷大小和方向不确定情况下结构柔顺度期望和方差及其导数的显式近似式,而后改进可行域调整方案,提出具有收敛特征的稳健结构拓扑优化设计方法,探讨结构柔顺度期望和方差的权重因子以及随机量的方差对拓扑构型的影响。给出的算例表明,不论是确定载荷拓扑优化还是随机载荷拓扑优化,方法是可行和有效的,且可获得一系列清晰的拓扑构型和稳健的优化拓扑。

摘要：针对传统的材料成分分数检测方法需损坏被测材料这一问题,提出一种基于声发射信号衰减特性的材料成分分数检测新方法。选取微晶石墨/聚乙烯醇（PVA）复合材料为对象,从声发射原信号和声发射信号特征小波包两个方面,建立其衰减特性与材料成分分数间的关系,并对该关系进行验证和两方面的验证结果的对比。结果表明：本研究选取信号的特征小波包为125-171.85 kHz频段时,对于原矿微晶石墨/PVA复合材料以此特征小波包计算原矿微晶石墨质量分数误差为2.2%,比用原信号计算误差低1.6%;对于提纯微晶石墨/PVA复合材料以此特征小波包计算提纯微晶石墨质量分数误差为2.4%,比用原信号计算误差低2.0%,检测结果与材料实际成分分数吻合度较高。因此,该方法为材料成分分数无损检测提供了一种新的研究手段。

摘要：为了深入研究硼矿碱法浸出过程,以700℃焙烧后的宽甸含硼尾矿为原料,基于缩核模型,推导了矿样中的硼在NaOH溶液中进行碱解反应的动力学方程,并以原料进行碱解实验,根据实验结果对理论推导的动力学方程进行拟合与验证。研究表明:实验条件下硼的碱解反应过程符合缩核模型,硼在碱解反应过程中的动力学方程为t=42.4954[(1-X)^(-1/3)+1/3ln(1-X)-1]+0.0338[(1-X)^(-2/3)-1],其动力学过程主要受扩散控制,升高溶液温度、提高NaOH溶液浓度及降低矿样粒度均有利于碱解时间缩短,反应尽快完成。动力学研究为硼矿的碱法处理应用奠定了初步的理论基础。

摘要：目的研究摩擦速度、载荷及加热温度对Ni-P/Ti/DLC多层膜摩擦磨损性能的影响。方法用化学镀镍磷工艺在模具钢基体表面镀上Ni-P层作切削层,采用过滤阴极真空电弧(FCVA)技术分别沉积Ti过渡层和DLC保护层。通过摩擦磨损实验,评价该多层膜的摩擦磨损性能。利用纳米压痕测试和拉曼光谱检测,研究该多层膜在不同加热温度下的硬度、弹性模量和结构成分。利用扫描电镜及表面轮廓仪分别对该多层膜的磨痕形貌和横截面轮廓进行分析。结果随着摩擦速度的增大,Ni-P/Ti/DLC多层膜的摩擦系数呈下降趋势,磨损率和磨损体积呈先减后增的趋势。不同载荷下的摩擦系数变化幅度较小,磨损率和磨损体积随着载荷的增大呈增加的趋势。随着加热温度的升高,摩擦系数呈下降趋势,磨损率和磨损体积呈先增后减的趋势。此外,随着加热温度的升高,多层膜表层DLC膜中石墨相逐渐增多,硬度和弹性模量随之呈先增后减的趋势。结论较高摩擦速度下,多层膜表层DLC膜石墨化趋势增强,摩擦系数变化幅度较大,且表面磨痕宽度和深度显著增加,磨损加剧。多层膜中软质的Ti金属层和硬质的DLC层,能有效提高多层膜在高载荷下的摩擦磨损性能。随着加热温度的升高,多层膜表层DLC膜中石墨相逐渐增多,摩擦过程更易生成转移膜。

摘要：目的研究不同加热温度对Ni-P/Ti/DLC多层膜力学性能的影响。方法用化学镀镍磷工艺在模具钢基体上镀Ni-P层作切削层,采用过滤阴极真空电弧(FCVA)技术分别沉积Ti过渡层和DLC保护层。利用拉曼光谱分析了多层膜表层在不同加热温度下的结构成分,采用纳米压痕、纳米划痕和扫描电镜对多层膜的硬度和弹性模量、膜层结合性能以及划痕表面形貌进行了表征。结果拉曼光谱检测结果表明,随着加热温度的升高,多层膜表层DLC膜中的AD/AG值及sp2键含量增大,且400℃时AD/AG值的变化幅度明显增大。纳米压痕实验结果表明,多层膜的硬度和弹性模量随着温度的升高呈先增后减的趋势,且在300℃时达到最大,纳米压痕过程中膜层未出现破裂现象。纳米划痕实验及SEM观测结果表明,多层膜的临界载荷A1随着加热温度的升高而增加,临界载荷A2在25~200℃区间没有明显变化,而在300~400℃区间显著增大。结论在加热温度达到400℃时,多层膜表层DLC膜的石墨化倾向显著。加热温度为300℃时,多层膜的力学性能及膜层间的结合性能较优,而400℃时膜层间的结合性能及抑制裂纹扩展能力减弱,且膜层具有较大的塑性。因此,适宜的加热温度有利于提高多层膜的力学性能和膜层间的结合性能。

摘要：选取石墨与石墨烯两种碳材料作为掺杂剂,采用机械球磨方法分别制备纯Mg H2、Mg H2-10%石墨(质量分数)及Mg H2-10%石墨烯3种储氢体系,并结合XRD、SEM、DSC-TG实验表征手段与具有原子尺度模拟能力的第一性原理计算方法,研究碳材料掺杂对Mg H2释氢性能的影响及其微观机理。结果表明:微量石墨与石墨烯的掺杂使得Mg H2释氢温度得到降低,相比之下,石墨烯掺杂效果较为明显,其掺杂致使Mg H2初始释氢温度降低近33℃。此外,石墨与石墨烯掺杂均有助于抑制球磨过程中颗粒的团聚,起到结构限域的作用,促进Mg H2快速释氢。第一性原理计算表明,碳材料掺杂改善Mg H2释氢性能的内在原因在于其掺杂削弱了Mg—H间的键强,降低了H原子从Mg H2基体中释放时的解离能。

摘要：提出了一种基于位移约束的类周期性连续体结构拓扑优化设计的方法。为了获得类周期性结构的最优拓扑,将优化的结构区域划分成若干个子区域;为了解决目标函数振荡问题,在每一迭代步形成并引入变位移约束限,以单元相对密度指数幂的倒数作为设计变量,建立了位移约束的显式近似式,并形成了以结构质量作为目标函数、以位移作为约束条件的类周期性结构拓扑优化近似模型;本文通过改进对偶求解方法,建立了拉格朗日乘子迭代求解公式;引入虚拟子域设计变量,建立了类周期性结构各子区域单元设计变量之间的联系,满足了指定的类周期性约束条件,并推导出了设计变量迭代公式;最后给出了梁结构拓扑设计和双坡梯形屋钢屋架设计的算例。结果表明:随着周期数的增加,子结构尺寸对最优拓扑的影响减弱;优化迭代过程中没有目标函数振荡现象。以上结果验证了本文方法的可行性和有效性。