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建筑结构学报 2023年第4期44卷 286-296页

作者：管宇周绪红石宇王文雨姚欣梅许金勇长安大学建筑工程学院陕西西安710061 重庆大学山地城镇建设与新技术教育部重点实验室重庆400045 上海钢之杰钢结构建筑系统有限公司上海200949

为分析多层冷弯薄壁型钢结构房屋中组合楼盖的面内刚度,确定水平荷载在多层房屋结构分析中的传递分配关系,对6层足尺的冷弯薄壁型钢结构房屋进行了振动台试验,测取了模型的动力特性和地震响应,试验结果表明:试验模型具有良好的变形能力... 详细信息

为分析多层冷弯薄壁型钢结构房屋中组合楼盖的面内刚度,确定水平荷载在多层房屋结构分析中的传递分配关系,对6层足尺的冷弯薄壁型钢结构房屋进行了振动台试验,测取了模型的动力特性和地震响应,试验结果表明:试验模型具有良好的变形能力和抗震性能,在7度设防和罕遇地震作用下结构构件未发生塑性破坏;房屋模型中的组合楼盖可判定为刚性楼盖。采用ABAQUS有限元软件对房屋模型进行了地震响应模拟分析,验证了建模方法的正确性,并研究了不同烈度地震作用下抗侧墙体间距对组合楼盖传递分配水平地震剪力的影响规律,研究结果表明,组合楼盖传递水平地震剪力的能力随着输入地震波峰值加速度和抗剪墙体间距的增加而降低。提出了冷弯薄壁型钢-OSB板组合楼盖和冷弯薄壁型钢-混凝土组合楼盖在6度、7度及8度多遇地震作用时适用的抗侧墙体最大间距限值,可为完善轻钢结构相关规范提供参考。

关键词：冷弯薄壁型钢结构刚性楼盖振动台试验抗剪墙间距动力时程分析

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基于二维JanusGeS双层铁电隧道结的电子输运

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物理学进展 2024年第4期44卷 197-207页

作者：孙康别洁吕洋洋陈爽法伟南京大学固体微结构物理国家重点实验室物理学院和人工微结构科学与技术协同创新中心南京210093 南京大学匡亚明学院南京210023 香港城市大学材料科学与工程学系中国香港999077 南京大学材料科学与工程学院固体微结构物理国家重点实验室南京210093 东南大学量子材料与器件教育部重点实验室南京211189

二维范德华Janus材料两侧为不同原子,使得其具有内禀的结构不对称性和面外极化。一类新型的二维Janus材料GeS被发现可用于制备低能耗、高响应速度的铁电隧道结。基于第一性原理计算,我们发现JanusGeS双层有三种堆叠模式,它们的横向滑动... 详细信息

二维范德华Janus材料两侧为不同原子,使得其具有内禀的结构不对称性和面外极化。一类新型的二维Janus材料GeS被发现可用于制备低能耗、高响应速度的铁电隧道结。基于第一性原理计算,我们发现JanusGeS双层有三种堆叠模式,它们的横向滑动和垂直位移都可以调节隧道结中的电子输运。此外,基于GeGe接触的GeS双层的铁电隧道结表现出最高的开/关比。我们的研究将滑移铁电的概念扩展到一类新型的二维范德华Janus材料,并揭示了这些材料在实际器件中可能的电阻开关机制。我们的工作为基于二维范德华Janus材料的低能耗、快速开关纳米器件的设计提供了理论指导。

关键词：二维范德华Janus材料滑移铁电性铁电隧道结阻态开关

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基于纳米操作的纳米线钎焊结构组装及互连

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中国激光 2021年第8期48卷 281-289页

作者：管延超王根旺王扬丁烨杨立军哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

近年来,纳米线在纳米电子学、纳米光子学、纳米医学和纳米机电系统等领域的应用逐渐广泛,纳米线的连接已经成为未来器件小型化和集成化的关键问题。为了实现良好的纳米线互连,提出了一种基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米线-纳米钎料原位... 详细信息

近年来,纳米线在纳米电子学、纳米光子学、纳米医学和纳米机电系统等领域的应用逐渐广泛,纳米线的连接已经成为未来器件小型化和集成化的关键问题。为了实现良好的纳米线互连,提出了一种基于扫描电子显微镜(SEM)的纳米线-纳米钎料原位互连结构组装、钎焊互连的方法。利用开发的SEM纳米操作平台,实现了直径为100 nm左右的ZnO纳米线与直径为180~300 nm的Ag纳米钎料的同基底互连结构组装。利用SEM聚焦电子束辐照熔融纳米钎料实现了纳米线钎焊互连,利用双探针纳米操作系统对焊接后的纳米线进行电流-电压(I-V)测试,钎焊后的纳米互连结构成功实现电流导通。

关键词：集成光学钎焊纳米操作纳米线互连组装电子束辐照

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纳米操作技术研究及应用进展

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中国激光 2021年第8期48卷 196-210页

作者：王根旺管延超王扬丁烨杨立军哈尔滨工业大学微系统与微结构制造教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150001 哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的纳米操作... 详细信息

纳米操作技术是实现纳米材料位移、排布、形变等操作的关键方法,也是一种“自下而上”制造性能优异的纳米结构及纳米电路的重要技术手段,同时也为新型纳米器件的研发提供了新思路。本文主要对基于扫描探针显微镜、电子显微镜的纳米操作技术以及光镊技术的研究进展进行了介绍及总结,简单阐述了三种操作技术的基本原理及特点,并在此基础上分析了不同操作技术存在的问题,介绍了几种典型的操作系统和操作策略的改进方法,进一步概括了三种操作技术在纳米材料测试及器件制造中的应用。最后针对三种操作技术的优势、适用范围以及目前仍存在的问题进行分析与总结,探讨了三种操作技术的适用范围,并对不同操作技术的结合进行了展望。

关键词：激光光学光镊或光操作纳米操作扫描探针显微镜电子显微镜纳米器件

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基于球面弯晶聚焦结构的桌面型单能X射线源设计及实验

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光子学报 2023年第7期52卷 123-130页

作者：余越司昊轩杨祖华伊圣振王占山同济大学物理科学与工程学院精密光学工程技术研究所上海200092 同济大学先进微结构材料教育部重点实验室上海200092 中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

提出了一种采用球面弯晶聚焦结构获得高亮度桌面型单能X射线的方法。在子午方向利用晶体色散实现单能、在弧矢方向通过球面镜聚焦提高光强。理论建模和光学仿真评估了该结构的色散和聚焦性能,验证了球面弯晶聚焦结构相对于柱面弯晶在聚... 详细信息

提出了一种采用球面弯晶聚焦结构获得高亮度桌面型单能X射线的方法。在子午方向利用晶体色散实现单能、在弧矢方向通过球面镜聚焦提高光强。理论建模和光学仿真评估了该结构的色散和聚焦性能,验证了球面弯晶聚焦结构相对于柱面弯晶在聚焦特性上的显著优势。针对Al靶Kα1线单能需求,设计和装调了基于低功率Al靶X射线管的单能装置,并实验验证了其性能。结果显示,当X射线管工作在7 W功率条件下,CCD曝光10 min,Al靶Kα1线全视场光谱的探测器计数大于2×105,能谱展宽约为0.592 eV;引入200μm限束光阑,能谱展宽进一步减小至0.493 eV,探测器计数约为2×104。研究结果证实了该装置可以有效获得高亮度Al靶Kα1谱线,也为精确测量光学器件和系统的光谱特性提供了一种新的获得高亮度单能X射线的技术途径。

关键词：球面弯晶聚焦高亮度高单能性桌面型 X射线源

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高光谱成像的纸币真伪鉴别研究

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光谱学与光谱分析 2022年第9期42卷 2903-2912页

作者：张振清董丽娟黄宇陈兴海黄威孙勇铁道警察学院刑事科学技术系河南郑州450053 山西大同大学微结构电磁功能材料山西省重点实验室山西大同037009 郑州大学公共安全研究院河南郑州450001 无锡谱视界科技有限公司江苏无锡214000 公安部物证鉴定中心北京100038 同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室上海200092

人民币是中华人民共和国的法定货币,人民币的真假直接关系到我国社会的和谐与稳定。百元钞票作为我国最大面额钞票,其真假的鉴定显得更为重要。以2005版的百元钞票为例,利用可见/近红外高光谱成像仪获取一张真钞与两张假钞正、背面高光... 详细信息

人民币是中华人民共和国的法定货币,人民币的真假直接关系到我国社会的和谐与稳定。百元钞票作为我国最大面额钞票,其真假的鉴定显得更为重要。以2005版的百元钞票为例,利用可见/近红外高光谱成像仪获取一张真钞与两张假钞正、背面高光谱影像数据,然后分别在百元钞票的正、背面选取4个特征点,以分析百元真假钞票在正、背面的光谱反射率差异。从真假钞正面四个特征位置的光谱反射率曲线可知,不同特征点处,真钞与假钞之间的有些图案的光谱反射率差异较大,有些图案的光谱反射率则差异并不显著。而不同批次的假钞,其不同位置的光谱反射率也存在较大的差异。对于真假钞背面的分析可知,不同特征点,在不同的波段,真钞与假钞以及假钞之间的光谱反射率同样有一定的差异。根据真钞与假钞正、背面8个特征点的光谱反射率曲线变化特征,选取500,660和870 nm三个波长的灰度图,观察到真钞与假钞在不同特征点的灰度图均表现出明显的差异。真钞在500 nm处的图像轮廓清晰,在660和870 nm两个波长,无论是正面或背面,真钞均有多处特征位置有异于假钞,因此可用660或870 nm区别百元真假钞。为了突出真钞与假钞之间的图像差异,利用基于波段运算得到百元真钞与假钞的灰度图。由图可知,在正、背面上,真钞在多个地方均区别于假钞。由真假钞正面的前12个主成分的灰度图可知,无论从真、假钞正面或是背面,每一主成分均有真钞显著区别于假钞的地方。根据真假钞正背面的纹理特征图可知,真钞的纹理特征显著区别于假钞。研究表明百元真钞与不同版本的假钞在可见/近红外光谱范围内光谱反射率差异显著,近红外特征波段、光谱运算、主成分分析、纹理特征等技术均可探寻到百元真假钞在正、背面存在的位置差异。由此可知,可见/近红外高光谱成像技术可实现不同版本百元真假钞的鉴定,并为假币的溯源提供了可能性和理论支持,此技术在公安实战中具有实际意义。

关键词：高光谱成像光谱分析主成分分析伪币鉴别

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在役岩溶隧道衬砌水压分布及预警控制标准研究

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岩土力学 2024年第7期45卷 2153-2166页

作者：樊浩博陈宏文赵东平朱正国赵梓宇朱永全高新强石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 西南交通大学土木工程学院四川成都6100312

随着强降雨天气的频发,在役岩溶隧道衬砌开裂、渗漏水及失稳破坏事故日益增多。地表降雨补给下衬砌背后积聚高水压力是岩溶隧道发生水压灾害的主要原因,对在役岩溶隧道开展监测预警是避免灾害发生的重要手段。以郑万线岩溶隧道为依托,... 详细信息

随着强降雨天气的频发,在役岩溶隧道衬砌开裂、渗漏水及失稳破坏事故日益增多。地表降雨补给下衬砌背后积聚高水压力是岩溶隧道发生水压灾害的主要原因,对在役岩溶隧道开展监测预警是避免灾害发生的重要手段。以郑万线岩溶隧道为依托,开展了相似模型试验及渗流数值模拟,研究了不同岩溶形态下衬砌背后水压分布规律及衬砌隆起位移,制定了岩溶隧道运营监测预警控制标准。结果表明:当地表降雨补给超过隧道排水能力时,衬砌背后将形成“地表补给+洞内排水”的动水压力,仰拱底部极易积聚高水压力;地层中存在岩溶管腔和溶蚀裂隙带时,地表降雨将会导致衬砌水压局部增高,衬砌承受偏压荷载,并使仰拱受力进一步劣化;以隧道仰拱中心水压力和隆起位移作为控制基准,将岩溶隧道运营监测预警等级划分正常运营、临时补修、限速整治和封闭整治。研究成果可为岩溶隧道的结构设计优化及监测预警提供借鉴。

关键词：岩溶隧道岩溶管腔溶蚀裂隙带衬砌水压力预警控制标准

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饱和铁氧体界面附近的原子Casimir-Polder扭矩效应

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光子学报 2022年第6期51卷 428-437页

作者：胡悦曾然徐思远陈伟强李浩珍杨淑娜李齐良羊亚平杭州电子科技大学通信工程学院杭州310018 同济大学物理科学与工程学院先进微结构材料教育部重点实验室上海200092

对二能级原子与饱和铁氧体材料板之间的Casimir-Polder量子真空扭矩进行了研究。利用格林张量推导求得二能级原子与饱和铁氧体之间Casimir-Polder扭矩的表达式。结合不同的原子偶极矩和铁氧体特殊的电磁特性,从原子频率、原子位置、外... 详细信息

对二能级原子与饱和铁氧体材料板之间的Casimir-Polder量子真空扭矩进行了研究。利用格林张量推导求得二能级原子与饱和铁氧体之间Casimir-Polder扭矩的表达式。结合不同的原子偶极矩和铁氧体特殊的电磁特性,从原子频率、原子位置、外磁场和圆极化偶极矩极化平面所受微扰等方面对Casimir-Polder扭矩进行分析。结果表明,原子位置和跃迁频率会影响Casimir-Polder扭矩的强度,而扭矩随铁氧体所处外磁场强度的变化特性在不同的原子位置和频率下会呈现非单调的拐点。此外,原子圆极化偶极矩在受到一定的角度微扰下,其扭矩具有回归原旋转平面趋势的平衡稳定性。因此,通过改变铁氧体所处的外磁场环境,可以调控原子的Casimir-Polder扭矩,这为二能级系统旋转态的加速或冷却至量子基态的控制提供一种新方法。

关键词：量子光学真空涨落 Casimir-Polder扭矩饱和铁氧体二能级原子

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土工格栅加筋橡胶碎石混合料大型三轴试验研究

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铁道科学与工程学报 2023年第7期20卷 2509-2520页

作者：王志杰蔡永明齐逸飞杨广庆叶朝良石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学道路与铁道工程安全保障省部共建教育部重点实验室河北石家庄050043 石家庄铁道大学土木工程学院河北石家庄050043

为研究土工格栅加筋橡胶碎石混合料的力学特性与变形控制作用机理,基于大尺寸三轴试验,分析3种橡胶掺量碎石混合料在不同加筋形式下的应力-应变关系曲线、体变-轴向应变关系曲线,研究土工格栅竖向间距、筋材层数对其力学响应与变形特性... 详细信息

为研究土工格栅加筋橡胶碎石混合料的力学特性与变形控制作用机理,基于大尺寸三轴试验,分析3种橡胶掺量碎石混合料在不同加筋形式下的应力-应变关系曲线、体变-轴向应变关系曲线,研究土工格栅竖向间距、筋材层数对其力学响应与变形特性的影响规律,并对试验结果进行拟合分析。研究结果表明,合理的土工格栅布置形式能有效提升橡胶碎石混合料峰值应力并抑制其发生剪胀变形。试验中5种双层加筋的最优竖向间距为d=150 mm。土工格栅的加筋效果在达到一定轴向应变后才能得以体现,且随着试样中橡胶掺量的增加,此轴向应变值逐渐增大。3种橡胶掺量碎石混合料均随着土工格栅加筋层数的增多,加筋效果显著提升,同时加筋层数相同的试样,其剪切破坏形态基本一致。随着橡胶掺量的增加,试样的剪切破坏模式由应变软化型逐渐过渡为应变硬化型,同时土工格栅的加入也增加了试样的延性。基于邓肯-张双曲线模型,增加拟合参数ψ,修正了能够描述橡胶碎石混合料的应力-应变特征的预测公式,并验证了该公式的合理性。研究成果可为橡胶碎石混合料的实际应用提供一定的理论基础。

关键词：土工格栅橡胶碎石混合料筋材竖向间距加筋层数应力-应变关系

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含缺陷C/C-SiC缎纹编织复合材料的压缩损伤及失效机制

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材料工程 2024年第9期52卷 169-179页

作者：许志远谭志勇徐培飞张大海费庆国东南大学机械工程学院南京 211189 高速飞行器结构与热防护教育部重点实验室南京 211189 江苏省空天机械装备工程研究中心南京 211189 北京临近空间飞行器系统工程研究所北京 100076

为了研究含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的压缩力学性能和失效机制,开展了含孔隙C/C-SiC缎纹编织复合材料的经向压缩实验;通过基于离散单元法的爆炸碎片算法来引入随机孔隙,建立了含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的细观强度预测模型.基于该模... 详细信息

为了研究含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的压缩力学性能和失效机制,开展了含孔隙C/C-SiC缎纹编织复合材料的经向压缩实验;通过基于离散单元法的爆炸碎片算法来引入随机孔隙,建立了含孔隙缺陷缎纹编织复合材料的细观强度预测模型.基于该模型模拟了经向压缩载荷下细观模型的渐进失效过程,揭示了孔隙对损伤过程的影响规律,结合实验数据对渐进损伤过程和失效机制预测模型进行了验证.结果表明,在经向压缩载荷下材料主要破坏模式为剪切破坏和分层破坏,具体表现为三种形式:层间局部基体开裂、基体与经纱脱粘后分层,经纱整束断裂、部分断裂,以及纬纱脱粘与基体分离、纬纱开裂.同时数值模拟结果与实验值基本相同,验证了该含孔隙缺陷C/C-SiC缎纹编织复合材料模型的有效性,为二维编织复合材料的力学性能研究提供了一种有效方法.

关键词：编织复合材料渐进损伤爆炸碎片算法数值模拟压缩力学性能

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