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异形点阵夹芯结构底板抗爆炸冲击设计与优化研究
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作者 张昊 段晟昱 +2 位作者 符瑞 彭小洋 雷红帅 《应用数学和力学》 北大核心 2025年第5期582-590,共9页
提出了一种新型异形点阵夹芯结构底板,并对抗爆炸冲击性能进行了表征与优化研究.开发了点阵夹芯底板的参数化建模程序,基于有限元方法分析了点阵夹芯底板的爆炸冲击响应,建立了点阵夹芯底板几何参数与抗冲击响应之间的映射模型,实现了... 提出了一种新型异形点阵夹芯结构底板,并对抗爆炸冲击性能进行了表征与优化研究.开发了点阵夹芯底板的参数化建模程序,基于有限元方法分析了点阵夹芯底板的爆炸冲击响应,建立了点阵夹芯底板几何参数与抗冲击响应之间的映射模型,实现了适应度函数的快速求解.发展了点阵夹芯底板抗冲击响应多目标优化设计方法,实现了点阵夹芯底板的轻量化设计.有限元分析结果表明,优化设计后的点阵夹芯底板实现了24.1%减重与41.7%的抗爆炸冲击性能提升.该研究为装甲车底板等异形防爆装备的设计与应用提供了方法支撑和技术指导. 展开更多
关键词 点阵结构 抗爆性能 多目标优化 数值仿真
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航天器轻量化多功能结构设计与制造技术研究进展 被引量:16
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作者 雷红帅 赵则昂 +5 位作者 郭晓岗 陶然 李营 黄怿行 赵天 方岱宁 《宇航材料工艺》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期10-22,共13页
轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术... 轻质多功能结构是航天器装备实现轻量化的重要技术途径,本文针对航天器轻量化多功能结构设计与制造技术进行概述,重点介绍了高承载三维点阵结构、热变形稳定结构、智能折展结构、分离解锁结构、电磁隐身结构、以及复合材料新型连接技术等方面的现状及发展趋势,浅析了航天器装备新型结构研制面临的关键技术问题。 展开更多
关键词 航天器装备 轻量化结构 多功能结构 制造技术
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面向变体飞行的仿生相变发汗冷却结构:热质传递机理及模型
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作者 荆希泽 时圣波 +1 位作者 李茂源 梁军 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第7期83-92,I0002,共11页
新一代航天运输系统具备跨空域、宽速域、重复使用、智能飞行等技术特征,传统刚性热防护系统因形变能力有限,难以满足高温变构工况下的热防护需求。借鉴植物叶脉脉序输送路径,融合柔性材料大变形特性与微通道毛细驱动机制,提出了一种自... 新一代航天运输系统具备跨空域、宽速域、重复使用、智能飞行等技术特征,传统刚性热防护系统因形变能力有限,难以满足高温变构工况下的热防护需求。借鉴植物叶脉脉序输送路径,融合柔性材料大变形特性与微通道毛细驱动机制,提出了一种自适应-自驱动柔性相变冷却结构,实现了冷却过程的高效性和均匀性。开展了地面热考核试验,在170 kW/m^(2)热流下,结构可将壁面温度维持在130℃,验证了自驱动发汗冷却的可行性。建立了液-气-固多相传热传质耦合分析模型,阐明了冷却通道几何参数对结构冷却效果的影响规律:相比通道直径,通道角度对结构冷却效率的影响更显著,冷却效率随角度增加而降低。重点研究了典型变构工况下结构变形与温度响应、冷却消耗量之间的关联关系,发现大变形下结构表面温度波动<5%,冷却剂流量对通道直径呈现高敏感性。本研究可为新一代变构飞行器热防护系统设计提供新的技术路径。 展开更多
关键词 变体飞行 热防护系统 柔性仿生结构 相变发汗冷却 液-气-固多相传热
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高温红外隐身材料研究进展
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作者 郭锦程 任素娥 陈彦飞 《材料工程》 北大核心 2025年第1期45-54,共10页
航空发动机热端部位的红外辐射容易被红外探测器所探测,不利于飞行器在复杂的监测环境下服役。如何降低航空发动机高温部位的红外辐射特征,提高航空发动机的高温红外隐身性能是目前亟须解决的难题。本文介绍了在高温环境中具有应用前景... 航空发动机热端部位的红外辐射容易被红外探测器所探测,不利于飞行器在复杂的监测环境下服役。如何降低航空发动机高温部位的红外辐射特征,提高航空发动机的高温红外隐身性能是目前亟须解决的难题。本文介绍了在高温环境中具有应用前景的金属类红外隐身材料、无机非金属类红外隐身材料和结构类红外隐身材料的红外隐身机理和研究状况,并指出了高温红外隐身材料的未来发展趋势,包括需要进一步研究高温红外隐身材料的失效机理、与控温方式相结合以满足更高温度的隐身需求和有必要发展综合隐身性能来满足飞行器在复杂环境下的隐身能力。 展开更多
关键词 红外隐身 高温 低红外发射率 红外探测
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宽频雷达吸波和低红外发射率复合材料结构设计
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作者 李京涛 李宗翰 +2 位作者 王振华 王云艺 陈明继 《塑料工业》 北大核心 2025年第9期96-102,共7页
较低的红外发射率和雷达波反射率是目标隐身性能的重要指标。然而,由于红外涂料往往具有较高的介电常数,使得低红外发射率与宽频雷达吸波的兼容设计存在难度。本文提出一种基于纤维增强树脂基复合材料面板和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫... 较低的红外发射率和雷达波反射率是目标隐身性能的重要指标。然而,由于红外涂料往往具有较高的介电常数,使得低红外发射率与宽频雷达吸波的兼容设计存在难度。本文提出一种基于纤维增强树脂基复合材料面板和聚甲基丙烯酰亚胺(PMI)泡沫芯层的夹层型吸波结构,可通过对芯子中多层图案化薄膜几何特征、相对位置和材料面电阻的优化设计,灵活调节结构整体的电磁波阻抗匹配特性。针对该类结构,开发考虑低红外发射率涂层影响的宽频雷达吸波性能优化设计方法,可以针对给定频率范围和特定的反射率目标值,在不同红外涂层厚度的条件下,快速给出宽频吸波-低红外发射率多功能复合材料结构的设计结果。等效电路法优化计算得到的反射率曲线与按照优化结果进行结构建模和全波模拟计算得到的反射率曲线吻合良好。根据设计结果制备了在面板外侧喷涂红外涂层的夹层型吸波结构样件,实验测试表明,该结构在3~14μm的波长范围内红外发射率低于0.2,并且在2~18 GHz宽频范围内雷达波反射率完全小于-10 dB,平均值达到-14 dB左右的水平,实现了低红外发射率和优异宽频雷达吸波性能的兼容。 展开更多
关键词 多功能复合材料结构 红外发射率 雷达波反射率 结构优化设计
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材料强度理论研究进展述评 被引量:6
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作者 丁发兴 吴霞 +10 位作者 张学民 陈雷 葛敬冉 肖杨 宫凤强 陈靖 李梓焜 刘增飞 崔昊 张训杰 吕飞 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期4555-4587,共33页
强度理论是研究多轴应力下材料屈服或破坏机制和原理的力学理论,是固体力学研究中最基础的内容之一,在理论研究、工程应用和材料利用等方面具有重要意义,在物理、力学、地球科学、材料科学和工程中得到广泛应用。对各类材料强度理论进... 强度理论是研究多轴应力下材料屈服或破坏机制和原理的力学理论,是固体力学研究中最基础的内容之一,在理论研究、工程应用和材料利用等方面具有重要意义,在物理、力学、地球科学、材料科学和工程中得到广泛应用。对各类材料强度理论进行分类和归纳,对其理论观点进行归纳、总结与评述,指出其适用范围与优缺点,同时将强度理论分为各向同性强度理论和各向异性强度理论2类,其中各向同性强度理论分为主应力强度理论、剪应力强度理论和其他强度理论。主应力强度理论又分为最大拉应力强度理论、Mises屈服理论、最小耗能原理强度理论和损伤比强度理论,剪应力强度理论分为单剪、双剪和三剪强度理论,其他强度理论分为最大拉应变强度理论、空间滑动面强度理论、细观强度理论和其他理论。各向异性强度理论是各向同性强度理论的延伸与发展,按金属材料、复合材料和岩土材料等3类分别论述,金属材料和复合材料的强度理论分为宏观强度理论和微细观强度理论,岩土材料强度理论分为Mohr-Coulomb系列、Hoeke-Brown系列、Matsuoka-Nakai系列和其他经验模型系列强度理论等4类。通过总结损伤比强度理论的理论观点、参数定义与物理意义,指出该理论反映了岩石、混凝土等脆性材料受拉脆断、单轴受压压碎以及三轴受压塑性流动的指标量化,揭示了脆性材料非弹性体积膨胀导致破坏,且高静水压力下损伤比参数递减使得非弹性体积膨胀减小导致脆性材料将向塑性转变的原理。最后,对强度理论的发展进行展望,指出损伤比强度理论有望成为宏观强度理论的发展方向,具有进一步完善与用于其他各向同性材料和各向异性材料的前景,并且通过宏观强度理论与微细观强度理论模型以及人工智能强度理论模型相结合,标定微细观模型参数,修正宏观强度理论中的主要参数,实现宏观强度理论与微细观强度模型及人工智能强度模型的统一。 展开更多
关键词 强度理论 强度准则 宏观 微细观 各向同性 各向异性
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数据驱动的结构分析与设计专题序 被引量:1
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作者 郭旭 廉艳平 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1838-1839,共2页
人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,数据驱动计算力学在此背景下应运而生并已成为新时代力学领域的重要研究方向之一.近年来,该新兴领域研究在我国呈现出了快速发展的喜人态势,从事相关研究的学者人数快速增加.国家相... 人工智能是新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量,数据驱动计算力学在此背景下应运而生并已成为新时代力学领域的重要研究方向之一.近年来,该新兴领域研究在我国呈现出了快速发展的喜人态势,从事相关研究的学者人数快速增加.国家相关部委先后设立了各个层面的研究计划,以大力支持这一新兴方向研究并培育高水平的研究队伍.事实上,数据驱动计算力学作为数据科学、人工智能与力学学科交叉的重要方向,不仅蕴含众多极具牵引性的基础科学问题,而且有望催生出一系列能够在航空航天、机械制造、先进材料、生物医疗等领域发挥重要作用且具有颠覆性的关键技术,以支撑国家重点工程建设和重大装备研制. 展开更多
关键词 国家相关部委 产业变革 数据驱动 计算力学 人工智能 机械制造 生物医疗 航空航天
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航空复杂结构纤维预制体成型工艺与复合材料性能仿真研究进展 被引量:9
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作者 葛敬冉 刘增飞 +1 位作者 乔健伟 梁军 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第16期14-30,共17页
航空发动机叶片、机匣等复合材料结构内部纱线在纤维预制体赋形过程中,纤维束间会发生挤压、错动、扭转等相互作用,使得经纬纱线截面形态、体积含量和走向轨迹呈现不规则分布,这种复合材料细观结构的高度非均匀性极易引起材料内部应力集... 航空发动机叶片、机匣等复合材料结构内部纱线在纤维预制体赋形过程中,纤维束间会发生挤压、错动、扭转等相互作用,使得经纬纱线截面形态、体积含量和走向轨迹呈现不规则分布,这种复合材料细观结构的高度非均匀性极易引起材料内部应力集中,导致损伤发生,降低结构的可靠性,同时也大大增加了复合材料结构力学性能分析与评价的难度。从纤维预制体成型工艺过程仿真、细观几何建模以及力学性能数值分析3个方面入手,总结和评述了目前先进复合材料及其复杂结构力学响应分析方法的研究现状,重点介绍了数字单元法在针刺复合材料和三维机织复合材料纤维预制体成型工艺过程仿真方面的应用,概述和评价了考虑复合材料真实结构状态的细观建模和力学性能预示方法研究现状。针对航空复合材料复杂结构在制造工艺与力学性能数值仿真研究面临的问题与挑战,提出了结合虚拟纤维成型工艺模拟,建立复杂结构数据驱动高效多尺度分析方法的研究思路,揭示复合材料结构成型工艺–细观结构–宏观力学性能之间的映射关系,为优化复合材料结构制造工艺,进一步实现航空复合材料装备的数字化技术提供理论支撑。 展开更多
关键词 复合材料结构 数值仿真 细观结构 力学性能 多尺度
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舰艇爆炸毁伤与防护若干关键问题研究进展 被引量:6
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作者 李营 杜志鹏 +11 位作者 陈赶超 王诗平 侯海量 李晓彬 张攀 张伦平 孔祥韶 李海涛 郭君 姚术健 王志凯 殷彩玉 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期3-60,共58页
大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义。爆炸载荷下舰艇... 大型水面舰船和潜艇是支撑海军空间立体化作战的主要装备和移动平台,随着战斗部毁伤威力和制导精度的日益提高,加之毁伤载荷的多元化,其生存环境面临愈加严峻的挑战,因而开展舰艇爆炸毁伤与防护研究具有十分重要的意义。爆炸载荷下舰艇结构的毁伤与防护是一个涉及爆炸力学、流体力学、结构动力学、材料学等多学科融合的交叉性问题,仍存在诸多难题有待研究。针对其中涉及的若干关键问题,围绕近年来国内外在舰艇爆炸载荷特性、毁伤响应机制及其防护技术与装备等方面的研究进展进行系统概述,指出当前研究存在的不足,并对舰艇爆炸毁伤与防护的发展趋势进行展望,旨在为未来舰艇高效毁伤与防护研究提供有价值的参考。 展开更多
关键词 舰艇结构 爆炸载荷 毁伤机理 防护技术
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电池电极过程可视化与定量化技术的研究进展 被引量:2
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作者 吕思奇 李娜 +2 位作者 陈浩森 焦树强 宋维力 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2022年第3期795-817,共23页
2020年12月中央经济工作会议提出“碳达峰”与“碳中和”目标,明确了加快调整优化产业结构与能源结构,对发展新能源电池技术提出了新要求。在电池服役过程中,电极过程反映了电化学系统中的工作机制与演化规律,随着高比能电池体系的开发... 2020年12月中央经济工作会议提出“碳达峰”与“碳中和”目标,明确了加快调整优化产业结构与能源结构,对发展新能源电池技术提出了新要求。在电池服役过程中,电极过程反映了电化学系统中的工作机制与演化规律,随着高比能电池体系的开发应用以及单体电池体积的增大,电池电极过程的不均匀程度更加突出。然而,电池在空间与时间维度上存在多尺度、多层级、多过程、多步骤及多场耦合的复杂特点。本综述重点整理了不同活性离子体系电池的电极过程,包括液相传质、表面电子转移、固相扩散三个主要步骤,并以高比能电池、功率型电池、长寿命电池为例,分析了电位、过电位、扩散系数、不同尺度的几何参数等对各种电池设计目标的影响,讨论了不同尺度下电极过程的非均匀对电池性能衰减的影响机制。基于已开发的电极过程可视化方法与定量化分析技术,系统总结了锂离子电池与铝电池的典型电极过程,深入分析了这两类电池电极过程的差异,为基于理解电极过程设计材料体系与优化电池结构提供了重要支撑。通过建立电极过程与电池性能之间的关系,分析并展望了存在的科学问题与技术问题,为科学指导电池设计与制造提供基础。 展开更多
关键词 二次电池 电极过程 多尺度 原位表征技术
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舱室结构在战斗部舱内爆炸作用下毁伤特性的实验研究 被引量:18
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作者 李营 张磊 +3 位作者 杜志鹏 赵鹏铎 任宪奔 方岱宁 《船舶力学》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期993-1000,共8页
文章设计了典型多舱结构模型,开展了多舱结构在舱内爆炸作用下的毁伤特性实验,测量了爆炸破片和冲击波载荷,并用高速摄像机记录了爆炸毁伤过程,分析了塑性变形、毁伤模式等结构毁伤特点。结果表明:(1)舱内爆炸作用下结构受爆炸冲击波与... 文章设计了典型多舱结构模型,开展了多舱结构在舱内爆炸作用下的毁伤特性实验,测量了爆炸破片和冲击波载荷,并用高速摄像机记录了爆炸毁伤过程,分析了塑性变形、毁伤模式等结构毁伤特点。结果表明:(1)舱内爆炸作用下结构受爆炸冲击波与破片群联合作用,且舱内爆炸载荷包含明显的准静态压力段;(2)紧贴战斗部的舱壁发生花瓣状破口并将压力泻到相邻舱室,较近结构受冲击波与破片联合作用效果明显;(3)加强筋较好地限制了爆炸破口,但变形梯度较大的地方易产生裂纹;(4)内爆炸作用下普通舱门是舱室结构薄弱环节,须重点关注。 展开更多
关键词 舱内爆炸 毁伤特性 耦合效应 准静态压力 舱门 爆炸破片
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面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构研究进展与挑战 被引量:4
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作者 张路 袁芳 +2 位作者 王文清 董星杰 何汝杰 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期15-28,共14页
高超声速飞行器技术是航空航天领域发展的重要方向,对国防安全起着重要作用。高超声速飞行器能在极端环境中安全服役的关键在于飞行器的热防护材料与结构。一方面,热防护材料与结构必须能够经受恶劣的气动热环境;另一方面,热防护材料与... 高超声速飞行器技术是航空航天领域发展的重要方向,对国防安全起着重要作用。高超声速飞行器能在极端环境中安全服役的关键在于飞行器的热防护材料与结构。一方面,热防护材料与结构必须能够经受恶劣的气动热环境;另一方面,热防护材料与结构还要在承载的同时尽可能降低质量以提高飞行器有效载荷。因此,需要研发兼具耐高温、轻量化、承载特性的热防护结构。本文首先综述了C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构及其制造方法,对其在室温、高温环境下的力学行为与传热行为的研究现状进行了总结,并具体讨论了基于C/SiC陶瓷基复合材料轻量化点阵结构的耐高温、轻量化、承载、一体化热防护结构研究进展情况。最后,在新设计理论与方法、新制造技术、服役特性、多功能一体化设计与实现四个方面对面向一体化热防护的陶瓷基复合材料轻量化结构的研究挑战进行了展望。本文为高超声速飞行器新型热防护结构的发展提供一定借鉴与思考。 展开更多
关键词 C/SiC陶瓷基复合材料 轻量化点阵结构 力学行为 传热行为 一体化热防护结构
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能源电池单体层级数字孪生技术 被引量:2
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作者 樊金保 李娜 +4 位作者 吴宜琨 贺春旺 杨乐 宋维力 陈浩森 《储能科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3112-3133,共22页
具有高能量密度的能源电池作为实现国家碳达峰和碳中和目标的重要途径备受关注,然而,现有技术已不能满足其高效安全稳定运行的迫切需求。数字孪生技术具有实时感知、高效模拟、准确预测和快速优化复杂系统的特性,有望成为解决上述挑战... 具有高能量密度的能源电池作为实现国家碳达峰和碳中和目标的重要途径备受关注,然而,现有技术已不能满足其高效安全稳定运行的迫切需求。数字孪生技术具有实时感知、高效模拟、准确预测和快速优化复杂系统的特性,有望成为解决上述挑战的有效手段。本文分析了能源电池单体层级数字孪生技术的构成要素,阐述了植入传感技术、高效保真的物理模型和机器学习算法三种关键技术在电池数字孪生中的作用,介绍了植入传感技术在电池温度、应变、气压和气体传感方面的现状,综述了描述电池不同物理场行为的耦合模型的相关研究,探讨了机器学习算法在电池数字孪生中的应用以及基于物理的机器学习算法的最新进展,最后总结了电池数字孪生技术面临的主要挑战和发展趋势,并提出了在未来研究中克服这些挑战的建议。本研究工作可为电池数字孪生技术提供更深刻的见解,并有助于其在学术研究和工业应用领域中的进一步推广与应用。 展开更多
关键词 能源电池 数字孪生 传感技术 物理模型 机器学习
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碳纤维布表面PyC界面相微观结构及均匀性的工艺调控 被引量:1
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作者 薛轶凡 李玮洁 +2 位作者 张中伟 庞旭 刘愚 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期399-408,I0010-I0012,共13页
陶瓷基复合材料力学性能与界面相的微观结构和均匀性有密切关系。本研究在碳纤维布表面沉积PyC界面相,探究沉积温度、丙烯分压、滞留时间和氢气分压等工艺参数对PyC界面相微观结构及均匀性的影响规律。使用多种手段对PyC界面相微观形貌... 陶瓷基复合材料力学性能与界面相的微观结构和均匀性有密切关系。本研究在碳纤维布表面沉积PyC界面相,探究沉积温度、丙烯分压、滞留时间和氢气分压等工艺参数对PyC界面相微观结构及均匀性的影响规律。使用多种手段对PyC界面相微观形貌、织构进行表征,并分析了微观结构、均匀性与工艺参数之间的内在关联。结果表明:界面相织构的规整度随沉积温度和丙烯分压的提高而提高,随氢气分压的提高而降低,而受滞留时间影响较小;沉积温度和丙烯分压升高均导致界面相厚度分布更加不均匀,且丙烯分压过高会直接产生炭黑,延长滞留时间有利于提高界面相的均匀性;对于中织构和高织构,随着氢气分压提高,界面相均匀性先降低后增加,而低织构的界面相均匀性受其影响较小。最后,阐明了PyC界面相生长模式,揭示了工艺参数对PyC界面相织构形态及均匀性的影响规律,为PyC界面相的精细调控提供了基础。 展开更多
关键词 陶瓷基复合材料 PyC界面相 均匀性 微观结构
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硅氧负极材料包覆工艺对电池性能的研究 被引量:1
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作者 王琳 孟庆聪 洪树 《电源技术》 CAS 北大核心 2024年第7期1226-1231,共6页
为提高电池能量密度,需要使用高容量的硅-石墨混合负极材料。通过改变硅负极材料制备工艺,采用CVD法包覆及沥青包覆对硅负极表面进行碳包覆,并对材料进行物性测试、极片测试及电化学性能分析。结果表明:通过气相CVD法包覆的碳层包覆完整... 为提高电池能量密度,需要使用高容量的硅-石墨混合负极材料。通过改变硅负极材料制备工艺,采用CVD法包覆及沥青包覆对硅负极表面进行碳包覆,并对材料进行物性测试、极片测试及电化学性能分析。结果表明:通过气相CVD法包覆的碳层包覆完整,体现出“绒状”结构的负极材料,其极片测试及电池的循环性能更为优异。在0.5 C充/1 C放制式下经过800次循环,容量保持率达到73.9%,循环性能优于沥青包覆的负极材料性能。 展开更多
关键词 负极材料 锂离子电池 硅基负极
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水雾环境下密闭舱室内爆准静态压力特性试验研究
16
作者 习修义 李俊 +4 位作者 张娅 王志平 陈威 李营 李晓彬 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2024年第3期174-181,共8页
[目的]旨在探究水雾环境下的密闭舱室内爆准静态压力特性。[方法]首先,基于绝热的理想气体舱室内爆准静态压力理论模型,新增2个假设,建立水雾环境下的密闭舱室内爆准静态压力理论模型;然后,以药量为自变量,开展有/无水雾的密闭舱室内爆... [目的]旨在探究水雾环境下的密闭舱室内爆准静态压力特性。[方法]首先,基于绝热的理想气体舱室内爆准静态压力理论模型,新增2个假设,建立水雾环境下的密闭舱室内爆准静态压力理论模型;然后,以药量为自变量,开展有/无水雾的密闭舱室内爆对照试验,测量准静态压力以验证水雾对准静态压力的削弱效应,并得到准静态压力经验公式。[结果]理论模型和试验数据分析表明:随着药量-体积比的增大,水雾减弱了内爆准静态压力的增强能力,增长率逐渐降低;引入后燃烧修正项的理论公式与经验公式均可用于预估舱内准静态压力峰值。[结论]试验结果验证了水雾对准静态压力的削弱效应,基于理论模型和相关试验数据拟合得到了水雾环境下内爆准静态压力峰值的经验公式。 展开更多
关键词 密闭舱室 内爆 水雾 准静态压力
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面向抗冲击结构尺寸优化的自训练分类判断优化设计方法
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作者 王春彭 高汝鑫 +2 位作者 廉艳平 成湛山 李明健 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1861-1875,共15页
抗冲击结构在军民安全领域有着广泛且重要的应用,但其优化设计因涉及极端载荷下的强非线性而面临结构响应求解耗时与灵敏度分析困难的挑战.针对该问题,提出了一种自训练分类判断优化设计方法.该方法采用基于支持向量机的自训练分类判断... 抗冲击结构在军民安全领域有着广泛且重要的应用,但其优化设计因涉及极端载荷下的强非线性而面临结构响应求解耗时与灵敏度分析困难的挑战.针对该问题,提出了一种自训练分类判断优化设计方法.该方法采用基于支持向量机的自训练分类判断代理模型和遗传算法,求解抗冲击结构尺寸优化列式.与基于回归代理模型的传统方法不同,自训练分类判断代理模型可以减少样本集构建计算成本.同时,提出了面向分类判断代理模型的遗传算法约束处理策略及个体适应度计算方法.基于该方法开展的波纹夹芯结构抗爆性能和聚脲/陶瓷复合板抗侵彻性能优化设计,验证了其有效性和高效性.为抗冲击结构设计提供了一种新的高效优化方法,以期保障极端冲击载荷下装备结构服役性能和人员安全. 展开更多
关键词 极端载荷 数据驱动 代理模型 序列优化 结构优化
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玻璃纤维/环氧树脂预浸料固化全过程的比热容和热导率研究
18
作者 马世恒 葛敬冉 +2 位作者 刘凯 李永善 梁军 《复合材料科学与工程》 CAS 北大核心 2024年第4期20-25,55,共7页
通过调制温度式差示扫描量热技术(MDSC)测定了玻璃纤维/环氧树脂预浸料在固化全过程不同方向上的比热容和热导率,并建立模型来描述比热容和热导率随温度和固化度的变化。未固化和完全固化时,预浸料的比热容和热导率随着温度的增大线性增... 通过调制温度式差示扫描量热技术(MDSC)测定了玻璃纤维/环氧树脂预浸料在固化全过程不同方向上的比热容和热导率,并建立模型来描述比热容和热导率随温度和固化度的变化。未固化和完全固化时,预浸料的比热容和热导率随着温度的增大线性增加;在固化过程中受温度和固化度的双重影响,在固化反应前期,比热容和热导率有一个突变,在温度和固化度的作用下表现出先增大后减小的趋势。此外,通过混合定律和分段线性关系来描述比热容和热导率随温度和固化度的变化关系,结果有助于提高数值模拟中参数的准确性。 展开更多
关键词 复合材料 预浸料 固化过程 比热容 热导率 调制差示扫描量热法
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面向粒子悬浮的声学编码超表面优化设计
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作者 刘宇 董浩文 汪越胜 《力学学报》 北大核心 2025年第8期1966-1974,共9页
声悬浮通过声辐射力实现微粒的非接触式操控,在生物医学检测与微纳制造等前沿领域具有重要应用价值.然而,当前基于相控阵或传统超表面的超声悬浮技术,主要依靠反复调节声波相位来操纵粒子,在操控效率悬浮高度以及悬浮力的准确度等方面... 声悬浮通过声辐射力实现微粒的非接触式操控,在生物医学检测与微纳制造等前沿领域具有重要应用价值.然而,当前基于相控阵或传统超表面的超声悬浮技术,主要依靠反复调节声波相位来操纵粒子,在操控效率悬浮高度以及悬浮力的准确度等方面仍存在明显不足.针对上述问题,文章提出一种基于声学编码超表面的优化设计方法,可在空气介质中实现高效且精准的声悬浮力与粒子操控功能.首先构建以编码单元的相位延迟和能量传输效率为目标的优化模型,以获取优化的超表面整体编码构型.基于声场计算和声辐射力理论,建立了粒子所受声辐射力与超表面拓扑构型之间的直接映射关系;特别地,整个优化设计过程无需预先确定声场的形态.研究结果表明,优化得到的声学编码超表面能够生成与目标声场高度匹配的声场分布,其产生的声辐射力值与理论目标值基本吻合,充分验证了该设计方法的有效性与可靠性.提出的设计策略无需预先设定特定声场形态,而是直接瞄准粒子操控所需的声辐射力,通过逆向关联结构参数与受力目标,可有效提升非线性声场设计的适应性与精准度. 展开更多
关键词 超声悬浮 声辐射力 编码超表面 相位 优化设计
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基于复虚场方法的亚克力薄板黏弹性本构参数识别 被引量:1
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作者 王岗亭 郭保桥 +5 位作者 刘函 栾可迪 谷源森 陈鹏万 周江帆 刘战伟 《兵工学报》 北大核心 2025年第2期301-313,共13页
为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折... 为研究在材料参数反演领域的新方法,提出一种求解正交各向异性复合材料弹性常数的虚场方法。为奠定正交各向异性本构参数反演的基础,以各向同性材料聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl Methacrylate,PMMA)材料为实验试样,基于薄板理论和光偏折法,通过对薄板试样进行振动加载试验,获取试件表面的全场变形;基于C 3连续性的Hermite有限单元对测得的变形场进行处理,得到薄板试样的离面位移场和曲率场;利用复虚场法计算材料的黏弹性常数,将反演结果与三点弯曲实验测得的弹性参数和悬臂梁锤击实验测得的阻尼系数进行了对比。以上实验结果表明:弹性模量与阻尼系数的测量误差均在0.3%以内。研究结果验证了该方法在各向同性本构参数反演中的可行性,为后续在各向异性材料本构参数反演奠定了基础。 展开更多
关键词 虚场方法 光偏折法 数字图像相关方法 薄板振动 黏弹性本构
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