检索结果-内蒙古大学图书馆

2014年全国固体力学学术大会

作者：盂玮烈汤恒松吴君正张能辉上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 上海大学理学院力学系上海200444

基于微悬臂梁的无标记生物检测技术具有成本低、速度快、灵敏度高、易于集成和便于携带等优点,并在基因识别、病毒检测、环境监测、军事安全等领域存在着广泛的应用价值,吸引了众多科学家的关注。然而,由于技术本身所固有的跨尺度特性... 详细信息

基于微悬臂梁的无标记生物检测技术具有成本低、速度快、灵敏度高、易于集成和便于携带等优点,并在基因识别、病毒检测、环境监测、军事安全等领域存在着广泛的应用价值,吸引了众多科学家的关注。然而,由于技术本身所固有的跨尺度特性和基底上软物质生物膜微观作用、近表面非均质特性描述和识别的困难,使得有关微梁的变形机理仍存在较大争议。实验表明：微梁的纳米力学行为不仅与DNA分子的物理化学、力学性能有关,而且与缓冲盐液的化学性质、检测样品的湿度和温度变化、基底材料的力学性质以及金层的制备方式和表面电荷等因素有关,这些检测条件的改变将直接影响基底上DNA生物膜的力、热和电学性能,致使微梁展现出复杂而有趣的纳米力学行为。近期实验研究发现,DNA分子在金层表面的吸附并非按照传统理论模型中的六角形均布模式分布。本文致力于研究DNA链微观随机分布模式对基底上DNA生物膜的非均匀弹性模量的影响。

关键词： DNA 生物膜弹性模量非均匀分布蒙特卡洛方法

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海洋表面波的3-4-5波共振守恒理论

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物理学报 2013年第13期62卷 557-560页

作者：黄虎上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继... 详细信息

面对海洋表面完整的两大波要素—-张力波和重力波,构建出一个确定、丰富、基本的有限水深海洋表面波的"3-4-5波共振守恒理论".与以往经典、现代的多种结果相比,充分保证了该理论的"精确性、对称性、完备性",为后继、普适的海洋波湍流统计理论提供了一个必备基础.

关键词：海洋表面波 Hamilton描述 3-4-5波共振波湍流

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物理老化对中空纤维气体分离膜渗透性的影响

物理老化对中空纤维气体分离膜渗透性的影响

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第十三次全国物理力学大会

作者：贺耀龙胡宏玖上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海市上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072

纤维状具有自支撑作用的中空纤维膜在气体分离方面应用广泛.然而,在该膜的纺制过程中,加工工艺(快速凝固等)往往造成其物理老化,直接导致膜渗透性能的大幅下降,减小膜的使用寿命.本文利用中空纤维膜的结构特点建立了表征膜物理老化的自...

纤维状具有自支撑作用的中空纤维膜在气体分离方面应用广泛.然而,在该膜的纺制过程中,加工工艺(快速凝固等)往往造成其物理老化,直接导致膜渗透性能的大幅下降,减小膜的使用寿命.本文利用中空纤维膜的结构特点建立了表征膜物理老化的自由体积一维扩散模型并给出了解析解,得到了物理老化过程中膜渗透性能随老化时间的解析表达式,并获得了衡量老化进程的特征老化参数及老化函数用以表征老化由非平衡态向平衡态的过渡过程.对6FDA-mPDA单层中空纤维膜和Matrimid/PSf双层非对称中空纤维膜对O2、CH4、N2和CO2的渗透速率以及6FDA-Durene Polyimide中空纤维膜在不同剪切率下对O2和CO2的渗透率的计算结果表明,该解析模型可以很好地预测物理老化对中空纤维膜气体渗透速率的影响.

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轴向加速运动黏弹性梁受迫振动中的混沌动力学

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物理学报 2013年第20期62卷 68-74页

作者：丁虎严巧赟陈立群上海大学上海市应用数学和力学研究所上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200072 上海大学力学系上海200444

研究了黏弹性轴向运动梁在外部激励和参数激励共同作用下横向振动的混沌非线性动力学行为.引入有限支撑刚度,并考虑黏弹性本构关系取物质导数,同时计入由梁轴向加速度引起的沿径向变化的轴力,建立轴向运动黏弹性梁横向非线性振动的偏微... 详细信息

研究了黏弹性轴向运动梁在外部激励和参数激励共同作用下横向振动的混沌非线性动力学行为.引入有限支撑刚度,并考虑黏弹性本构关系取物质导数,同时计入由梁轴向加速度引起的沿径向变化的轴力,建立轴向运动黏弹性梁横向非线性振动的偏微分-积分模型.通过Galerkin截断方法研究了外部激励的频率和因速度简谐脉动引起的参数激励的频率在不可通约关系时轴向运动连续体的非线性动力学行为,并对不同截断阶数的数值预测进行了对比.基于对控制方程的Galerkin截断,得到离散化的常微分方程组,使用四阶Runge-Kutta方法求解.基于此数值解,运用非线性动力学时间序列分析方法,通过Poincaré映射,观察到轴向运动梁随扰动速度幅值的倍周期分岔现象,并比较了有无外部激励对倍周期分岔的影响.分别在低速以及近临界高速运动状态下,从相平面图、Poincaré映射以及频谱分析的角度识别了系统中存在的准周期运动形态.

关键词：轴向运动梁非线性混沌分岔

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平板型锂离子电池电极扩散应力的大变形分析

平板型锂离子电池电极扩散应力的大变形分析

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第十四届现代数学和力学学术会议

作者：邵贤钧张俊乾上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

随着硅、锡等新型锂离子电池阳极材料的出现，对活性材料的力学分析显得更为重要。常规阳极材料石墨的理论比容量远远低于硅。然而硅在完全锂化后会发生巨大的变形导致硅材料的开裂与粉碎，进而严重影响循环性能。鉴于新型硅电极存在巨...

随着硅、锡等新型锂离子电池阳极材料的出现，对活性材料的力学分析显得更为重要。常规阳极材料石墨的理论比容量远远低于硅。然而硅在完全锂化后会发生巨大的变形导致硅材料的开裂与粉碎，进而严重影响循环性能。鉴于新型硅电极存在巨大变形的特点，本文采用大变形理论，对电极内应力与变形进行了分析。并将结果与小变形理论对比，认为对于硅这类材料，应采用大变形理论进行计算。

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锂离子电池在充放电过程中石墨电极模量的原位测量

锂离子电池在充放电过程中石墨电极模量的原位测量

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2014年全国固体力学学术大会

作者：李大伟张俊乾上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海 200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海 200444

随着社会的发展，人们对于大容量、安全可靠、快速充电的电池的需求越来越大。锂离子电池因为工作电压高、循环性能好、储能密度大以及无铅无毒环保等优点正在成为当前动力电池开发和研究的热点。其电化学性能衰减与材料和结构的力学...

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平板型锂离子电池电极扩散应力的大变形分析

平板型锂离子电池电极扩散应力的大变形分析

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2014年全国固体力学学术大会

作者：邵贤钧张俊乾上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海 200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海 200444

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锂离子电池薄膜电极的分层起始时间和特征尺寸

锂离子电池薄膜电极的分层起始时间和特征尺寸

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第十四届现代数学和力学学术会议

作者：吕淳张俊乾上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

薄膜-基体结构是新型高容量锂离子电池常见的结构形式。实验发现在充放电过程中存在薄膜与基体之间的脱粘分层的现象，这直接导致了电池容量的损失和阻抗的升高。本文基于内聚力模型，建立了一套半解析方法来预测薄膜电极的分层起始时...

薄膜-基体结构是新型高容量锂离子电池常见的结构形式。实验发现在充放电过程中存在薄膜与基体之间的脱粘分层的现象，这直接导致了电池容量的损失和阻抗的升高。本文基于内聚力模型，建立了一套半解析方法来预测薄膜电极的分层起始时间和特征尺寸，并讨论了关键参数对他们的影响。此外，在基于基体刚性的假设之下，本文还得到了特征尺寸的解析解。根据数值计算结果和基于基体刚性假设的解析解，本文给出了特征尺寸的简单近似表达式。本文还考虑了更为精细的轴对称扩散模型，更精确地描述了浓度分布。本文发现分层起始存在两个模式：滑移和张开。较大的充电载荷可能使分层模式从滑移向张开转变。本文的分析还显示，避免分层发生的特征尺寸几乎只与界面性能和最大体积膨胀量有关。

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锂离子电池在充放电过程中石墨电极模量的原位测量

锂离子电池在充放电过程中石墨电极模量的原位测量

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第十四届现代数学和力学学术会议

作者：李大伟张俊乾上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

随着社会的发展，人们对于大容量、安全可靠、快速充电的电池的需求越来越大。锂离子电池因为工作电压高、循环性能好、储能密度大以及无铅无毒环保等优点正在成为当前动力电池开发和研究的热点。其电化学性能衰减与材料和结构的力学失...

随着社会的发展，人们对于大容量、安全可靠、快速充电的电池的需求越来越大。锂离子电池因为工作电压高、循环性能好、储能密度大以及无铅无毒环保等优点正在成为当前动力电池开发和研究的热点。其电化学性能衰减与材料和结构的力学失效密切相关。层状电极是锂离子电池电极最常见的形式，其电化学力学耦合性能在本实验中得到探究。本实验利用CCD相机，原位测量了悬臂梁型的双层石墨负极在充放电过程中的变形过程，得到了电极曲率与充电状态的关系，发现曲率随充电状态呈线性增加趋势。通过进一步对数据进行分析，还发现在锂化过程中石墨材料的杨氏模量会随着充电状态变化，在一定范围内呈线性增加趋势。通过充放电循环实验，发现石墨负极存在不可恢复的变形。不可恢复程度随循环次数的增加而增加。较大的充放电深度会对电极造成更大的损伤。此外，本实验还追踪了石墨负极颜色随充放电状态的变化，观察到了黑-蓝-棕-红-金的演变过程，并将颜色与充放电状态进行了对应。本实验的主要目的是给出一种原位测量电极材料性能的实验方法。

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应力耦合对硅锂化电化学反应的影响

应力耦合对硅锂化电化学反应的影响

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第十四届现代数学和力学学术会议

作者：李宗赞宋亦诚上海大学上海市应用数学和力学研究所上海200072 上海大学力学系上海200444 上海大学上海市力学在能源工程中的应用重点实验室上海200444

硅作为负极材料测得理论容量约为4200mAh/g,是石墨的10倍。这使得硅成为下一代电极材料的最佳选择。硅锂化是锂离子在硅活性层与电解质的界面处发生电化学反应后嵌入硅的过程。然而硅完全锂化时体积应变高达300％,这导致电极的粉碎,电...

硅作为负极材料测得理论容量约为4200mAh/g,是石墨的10倍。这使得硅成为下一代电极材料的最佳选择。硅锂化是锂离子在硅活性层与电解质的界面处发生电化学反应后嵌入硅的过程。然而硅完全锂化时体积应变高达300％,这导致电极的粉碎,电化学性能下降。为了更好地模拟充放电循环过程,对电极表面发生的电化学电荷转移反应的描述是很重要的。到目前为止,大部分锂电池文献都是用巴特勒一沃尔摩(Butler-Volmer)公式来描述这一过程。现有的巴特勒一沃尔摩(Butler-Volmer)公式只给出了过电势与电流密度的定量关系。近来有实验现象发现硅在相同电流条件下的锂化过程外压也会使其电势减少,从而使得锂化程度下降、容量减少。而这一现象无法用现有的巴特勒一沃尔摩(Butler-Volmer)公式来描述。本文通过在自由能中考虑硅锂化弹性能的变化,使得应力与过电势的关系在修正的巴特勒一沃尔摩(Butler-Volmer)公式得以体现,并且发现压应力进一步减少硅锂化的电势。这与实验观测到的结果基本相符。此外,本文还通过修正的巴特勒—沃尔摩(Butler-Volmer)公式对存在相分离的活性颗粒进行分析,表明压力会降低活性颗粒锂化的电势,从而减少锂化的程度,减少容量。

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