Objective speckle method using stick-on foil and its applications

Objective speckle from a stick-on foil is a new approach to applying the objective white light speckle method to in-plane displacement measurements. By a relatively easy technique a thin aluminum foil is mounted onto the specimen surface and a random grating is scratched onto it, yielding high reflectance and fine optical details. After double exposure by a direct recording system without using a lens, the resulting holographic film possesses a broad spatial spectrum and displacement information. Full-field contour maps of equal displacement can be obtained that are of good contrast and high sensitivity and that have a large adjustable measurement range. The method can be applied to practical engineering problems for both plane and developable curved surfaces.

Study on cracked plates, shells and 3 dimensional bodies

This paper presents a summary of the authors' recent work in following areas: (1) The stress-strain fields at crack tip in Reissner's plate. (2) The calculations of the stress intensity factors in finite size plates. (3) The stress-strain fields at crack tip in Reissner's shell. (4) The calculations of the stress intensity factors and bulging coefficients in finite size spherical shells. (5) The stress-strain fields along crack tip in three dimensional body with surface crack. (6) The calculation of stress intensity factors in a plate with surface crack.

地幔对流的数值实验研究

数值实验是地幔对流研究的基本方法。本文概述了近二十年地幔对流研究的主要进展,介绍并评价了每个研究阶段所提出的新概念和新思想。最后,着重讨论了上地幔与全地幔对流的论争。

太阳风动量涨落激发磁层亚暴的机制

本文将太阳风涨落传输能量产生磁层亚暴的机制推广到无碰撞等离子体过程。太阳风的涨落在磁层顶激发压缩阿尔文波,并在磁尾的无碰撞等离子体中传播。尾瓣中满足条件β<<1,而等离子体片中β≥1,其中β为等离子体压力与磁压之比。这样,快磁声波在尾瓣中几乎不衰减,而在等离子体片中很快衰减,将波动能量耗散在等离子体片中使等离子体加热或者粒子加速。这种机制还表明,磁尾等离子体片中的高能粒子可以由太阳风涨落动能耗散而被加速,不一定是直接源于太阳。

Ductile crack propagation with the strain-energy density criterion

The strain energy density criterion is used to characterize subcritical crack growth in a thin aluminum alloy sheet undergoing general yielding. A finite element analysis which incorporates both material and geometrical nonlinear behaviors of the cracked sheets is developed to predict fracture loads at varying crack growth increments. The predicted results are in excellent agreement with those measured experimentally, thus confirming the validity of the strain energy density criterion for characterizing ductile crack propagation.

Mixed-mode fracture mechanisms near the fatigue threshold of aisi-316 stainless-steel

Near threshold, mixed mode (I and II), fatigue crack growth occurs mainly by two mechanisms, coplanar (or shear) mode and branch (or tensile) mode. For a constant ratio of ΔK_I/ΔK_II the shear mode growth shows a self-arrest character and it would only start again when ΔK_I and ΔK_II are increased. Both shear crack growth and the early stages of tensile crack growth, are of a crystallographic nature; the fatigue crack proceeds along slip planes or grain boundaries. The appearance of the fracture surfaces suggest that the mechanism of crack extension is by developing slip band microcracks which join up to form a macrocrack. This process is thought to be assisted by the nature of the plastic deformation within the reversed plastic zone where high back stresses are set up by dislocation pile-ups against grain boundaries. The interaction of the crack tip stress field with that of the dislocation pile-ups leads to the formation of slip band microcracks and subsequent crack extension. The change from shear mode to tensile mode growth probably occurs when the maximum tensile stress and the microcrack density in the maximum tensile plane direction attain critical values.

SiC_p/6151Al复合材料的微结构效应

利用分离式Hopkinson压杆和MTS通用材料试验机研究了SiC_p/6151Al颗粒增强复合材料在不同应变率下的变形行为和增强颗粒的尺寸对复合材料微结构及变形行为的影响。结果表明，对于在不同应变率下的SiC_p/6151Al复合材料，增强颗粒尺寸大小的流动应力高于增强颗粒尺寸的流动应力。根据位错强化理论中的Hall-Petch关系对这个结果进行了解释。首次在实验上观测到增强颗粒对复合材料微损伤-微带形成的影响，并根据微带（microband）形成的双位错墙理论（double dislocation walls）, 分析了增强颗粒对复合材料微带损伤及力学性能影响的微结构效应。

沉降对不同粒径聚苯乙烯胶乳球异向聚集的影响

R.Folkersma等报道了在微重力环境下2μm聚苯乙烯（PS）胶乳球的异向聚集速率有明显增大的结果,本文作者之一孙祉伟等的实验结果却与此有很大差异.为此作者在孙祉伟等的实验基础上对1,2,3μm以及1μm+2μm PS胶乳球混和体系的相对聚集速率进行了研究.作者对原有实验装置进行了改进,并验证了改进后的实验装置的可行性.用密度匹配法实现模拟微重力条件,用快聚集过程中浊度随时间的变化表示相对聚集速率.结果表明,重力引起的沉降对所研究体系聚集速率的影响是很小的,在实验误差范围内可以忽略.作者认为与Stein等结果显著不同的原因是二者使用的样品表面性质不同以及实验方法的差异.

带电胶体粒子结晶过程的实验研究

利用带电单分散聚苯乙烯胶体粒子,通过自组装机理,制备了体积百分比为4·8%的具有多晶结构的胶体晶体,并用Kossel衍射技术和紫外可见分光光度计分别对晶体的生长过程进行了监测.通过对Kossel的图像分析检测不同阶段相应的晶格结构,发现胶体结晶过程晶体结构演变顺序为由液态—随机层结构—堆无序结构—面心立方孪晶结构到面心立方结构.定量地确定了结晶过程中晶体不同晶面的晶面间距和晶体的晶格常数,通过紫外可见分光光度计测量的晶体透射谱图,计算得到111晶面的晶面间距和晶体的晶格常数,与用Kossel衍射技术得到的结果相一致,还发现随样品放置时间的延长,衰减峰变窄和加深,并向短波方向移动,对应着晶体的晶格常数减小的现象.

高寒草甸生态系统陆地生物圈模式研究及应用

改进了适合于高寒草甸生态系统的陆地生态圈模式，分析了模式中温度变化与水分运动分层的物理原因，说明了气候状况对地表面能量交换的影响，给出了净辐射和蒸散量新的计算方法，提出了有很差分计算中具有二阶精度的Euler隐式格式，介绍了中国科学院海北高寒草甸生态站的气候概况和野外观测情况。最后利用本模式对高寒草甸生态站地区的土壤-植被-大气间水热交换过程进行了数值模拟，模拟值与实测值吻合较好。

快速Delaunay逐点插入网格生成算法

对插入形心的Delaunay逐点插入算法,提出按单元可插度分组的双向链表组数据结构,避免了对最大可插度单元的搜索。采用了邻接单元搜索、双向链表存储、随机方向搜索、邻接旋转、几何量继承等技术,使算法的计算时间与生成单元数近似呈线性关系,时间复杂度达到O(N1.05),N为生成单元数。算例表明,在一台AMD Athlon3200+(主频2.0 GHz)PC上,该算法的四面体单元生成速度达50 000个/s以上。

气相扩散法生长溶菌酶晶体的动态光散射研究

首次采用动态光散射研究了气相扩散法生长溶菌酶晶体 .实验中采用了两种溶解溶菌酶的方法，所得实验结果是有区别的 .这种区别表明了 NaCl对溶菌酶分子间相互作用产生十分重要的影响 .实验结果表明，晶体生长过程中，溶液中溶菌酶始终保持单分子与两分子聚集体的状态，这种状态是生长晶体的基础 .

氢对锆基块体非晶合金形变和开裂的影响

通过充氢和未充氢缺口拉伸试样和三点弯曲试样在SEM下的原位加载,研究了氢对Zr65Al7.5Ni10Cu17．5块体非晶合金形变和开裂过程的影响．结果表明,无论是否有氢,块体非晶的剪切带发展到临界尺寸,剪切裂纹就沿剪切带形核、扩展,它一旦张开就导致快速的断裂．断口边缘观察到的无特征区是剪切带,而不是剪切裂纹断口;剪切断口形貌和拉伸断口形貌没有本质区别．只有当长时间充氢才能形成氢鼓泡,如鼓泡很小或尚未形成,则氢对剪切带以及裂纹的形核、扩展没有明显影响;如存在较大的氢鼓泡,则当剪切带尚未充分发展时微裂纹就形核,导致低应力脆断．

在激波波面中氧分子的非平衡离解

对强激波作用下双原子分子振动与离解耦合的非平衡离解过程进行了理论计算.本工作的特点是将计算起点建立在分子基本参数上,采用主方程理论处理振动与离解的耦合,振动跃迁几率用SSH理论计算,在离解限附近考虑多量子数跃迁并计及原子复合的影响.对O2-Ar体系,计算给出了在正激波后O2分子振动能级分布、振动弛豫时间、离解孕育时间、离解产物浓度、离解速率系数等物理量随时间的演化.计算结果分别与Camac和Wray的实验相符.计算显示,在激波作用的后期,有准稳态的振动能级布居分布.计算结果显示,Park模型低估了非平衡离解速率系数,Hansen模型则高估了非平衡离解速率系数.

中国科学院高温气体动力学重点实验室研究进展

在钱学森先生的倡导下，中国科学院力学研究所自20世纪50年代末期就开始了高温气体动力学的基础研究，相关研究进展曾经为发展我国“两弹一星”和神州飞船做出了重要贡献．在钱学森先生创立的气动研究队伍和科研积累的基础上，中国科学院于1994年组建了中国科学院高温气体动力学重点实验室．