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超声旋转微锻造增材件数值模拟
1
作者 任朝晖 贾昌烨 +1 位作者 武志伦 王云贺 《东北大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第2期57-63,共7页
针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单... 针对目前金属增材制造中复杂的温度变化导致制件产生残余应力,进而引起孔洞、裂纹等缺陷问题,以圆形轨迹TC4钛合金件作为研究对象,利用超声微锻造技术,对工件表面施加高频的微小振动,进而达到细化晶粒、降低残余应力的效果.通过研究单层激光熔覆层的不同特征点的热应力变化,得到热应力场结果后导入超声旋转微锻造系统中,进而研究微锻头直径、工具头转速、振幅、锻造温度对于熔覆层残余应力的影响效果.结果表明:激光熔丝增材制造具有“快冷快热”的特点,在锻造系统中,不同的锻造参数对于提升增材件的性能都有着不同的影响. 展开更多
关键词 金属增材制造 残余应力 超声旋转微锻造 TC4钛合金 热应力
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前混合水射流组合喷丸的机理与试验研究
2
作者 马泳涛 张越江 +3 位作者 刘兰荣 李春凡 孙万顺 孙宝成 《表面技术》 北大核心 2025年第9期225-238,共14页
目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试... 目的对18CrNiMo7-6渗碳钢进行不同丸粒条件下的混合射流喷丸研究。方法基于Hertz理论分析,构建一次喷丸工艺的残余应力场解析预测模型,并进行试验验证,在此基础上获取达到残余应力场近饱和的喷丸试验参数;选择不同的丸粒类型、压力等试验参数来探究二次微细喷丸处理渗碳钢对其残余应力、表面质量的影响规律。结果在一次喷丸(First-shot peening)处理获得饱和残余应力场的条件下,采用ϕ0.1 mm的铸钢丸和ϕ0.05 mm的强化钢丸/玻璃丸进行二次喷丸(Secondary-shot peening)时,随着喷丸强度的提高,铸钢丸喷丸处理出现了过喷,并发生残余应力消退(消残)现象,在最高强度下残余应力最大值所在深度降低了约50μm,总影响深度降低了约120μm,表面粗糙度Ra随之增大,由0.78μm升至1.78μm;微细强化钢丸未对已有残余应力场造成过大的影响,表面粗糙度先减小后增大,最低为0.81μm;微细玻璃丸对试样的残余应力场、表面粗糙度的影响不大。铸钢丸在压力2 MPa、喷嘴移速16 mm/s,或微细强化钢丸在6 MPa、4 mm/s时,其喷丸效果更好。结论二次喷丸工艺中,在适宜的喷丸强度下使用微细丸粒不仅能增强原有的残余应力场,还可以显著提高一次喷丸处理后的表面质量。 展开更多
关键词 前混合水射流 二次喷丸 微细喷丸 粗糙度 残余应力 饱和残余应力场
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高压气井固井界面密封技术研究与应用
3
作者 刘洋 余才焌 +3 位作者 张皓月 王德坤 李进 黄盛 《钻采工艺》 北大核心 2025年第2期24-31,共8页
川中高石梯-磨溪区块四开尾管固井过程中由于上部裸眼地层中的油气活跃,导致固井质量差,降密度后水泥环产生微环隙,固井防窜难度大。其中,2022年有3口井固井后未降密度即气窜,2口井固井后钻井液密度由2.20 g/cm^(3)降至1.30 g/cm^(3)后... 川中高石梯-磨溪区块四开尾管固井过程中由于上部裸眼地层中的油气活跃,导致固井质量差,降密度后水泥环产生微环隙,固井防窜难度大。其中,2022年有3口井固井后未降密度即气窜,2口井固井后钻井液密度由2.20 g/cm^(3)降至1.30 g/cm^(3)后发生气窜。针对该问题,文章从改善固井质量和预防微环隙两方面入手,形成固井界面密封技术,即研发了密度为1.90~2.30 g/cm^(3)的活性隔离液,一界面冲洗效率达到95.6%,界面混浆也能固化胶结;研制的尾管悬挂器正向密闭装置形成了尾管预应力固井工艺,可承受35 MPa及以上管内压降,改善了微环隙问题;优选了密度2.10~2.40 g/cm^(3)的韧性微膨胀水泥浆,水泥环抗压降能力提高到了40 MPa,满足下开降密度安全钻进。该成果在川中高石梯-磨溪区块?177.8 mm尾管固井中现场应用了5井次,其中固井质量段长合格率均超过70%,下开钻井液密度由2.20 g/cm^(3)左右成功降至1.30 g/cm^(3),未出现喇叭口窜气现象。该研究成果可在高压气井防窜固井中推广应用。 展开更多
关键词 高石梯-磨溪区块 尾管固井 气窜 活性隔离液 预应力 韧性微膨胀 界面密封
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1060-H24纯铝无轴肩微型搅拌摩擦焊的数值模拟分析
4
作者 张昌青 马东东 +3 位作者 谷怀壮 王栋 刘恩荣 张鹏省 《材料导报》 北大核心 2025年第5期217-222,共6页
使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工... 使用ABAQUS有限元软件建立了顺序热力耦合数值模型,对常规与无轴肩两种搅拌工具下的微型搅拌摩擦焊焊接过程的温度场、应力及接头残余变形分布进行对比分析,并采用实验热电偶测温对热源模型的边界条件进行了校核。结果表明:两种搅拌工具下的焊接接头经历不同的加热和冷却焊接热循环,实测常规工具焊接接头的峰值温度约为362℃,而无轴肩工具焊接接头的峰值温度仅为143℃;焊件表面的残余应力均以焊缝中心对称分布,常规工具残余应力主要分布在轴肩区域,最大残余应力为116 MPa。无轴肩工具残余应力呈现以搅拌针为中心的尖峰分布,最大残余应力为34 MPa;残余应力反映了焊后变形,常规工具焊接的薄板沿焊缝方向向上凸起,最大挠度为2.817 mm。无轴肩工具焊接的薄板没有可视变形,最大挠度仅0.0081 mm。无轴肩微型搅拌摩擦焊热输入低,能有效减小薄壁焊件的残余变形,提高焊件的尺寸精度和装配质量。 展开更多
关键词 微型搅拌摩擦焊 有限元模拟 温度场 应力应变 残余变形
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Co/Pt/Ta多层膜中的微观结构与应力分布
5
作者 郭金键 安伊杉 全志勇 《中国有色金属学报》 北大核心 2025年第8期2763-2771,共9页
Co/Pt多层磁性薄膜具有良好的垂直磁各向异性等优点,已经广泛应用于畴壁移动自旋器件、磁性斯格明子/自旋轨道矩等自旋电子学领域。然而,目前的研究还极少关注多层膜中微观结构与其宏观磁性产生之间的深层关系。本文以Co/Pt/Ta多层膜为... Co/Pt多层磁性薄膜具有良好的垂直磁各向异性等优点,已经广泛应用于畴壁移动自旋器件、磁性斯格明子/自旋轨道矩等自旋电子学领域。然而,目前的研究还极少关注多层膜中微观结构与其宏观磁性产生之间的深层关系。本文以Co/Pt/Ta多层膜为对象,将透射电镜的二次电子成像(STEM-SEI)和几何相位分析(GPA)技术相结合,对多层膜层间界面微观结构、应力及其与宏观磁性的联系开展了系统和多维度表征。结果表明:STEM-HAADF/BF等不同衬度成像说明Co/Pt/Ta多层膜界面清晰,与预期设计吻合;结合STEM-BEI/SEI表明,该多层膜表面平整、成膜性良好;VSM测试证实多层膜具有典型垂直各向异性与优良磁学性能;GPA技术定量确定了多层膜内存在大量微观应力,解释了HRTEM黑色衬度源于晶格失配应力。上述结果揭示了多层膜宏观磁滞回线与微观应变之间存在直接关联的结构层面证据,为理解及开发新型低功耗自旋电子器件在微观结构角度提供新证据和新见解。 展开更多
关键词 Co/Pt多层磁性薄膜 几何相位分析 STEM-SEI 表面信息 微观应力
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陶瓷膜微纳米曝气-短程硝化工艺中亚硝酸盐积累效应机理研究
6
作者 郑晓英 范毅 +5 位作者 李汶霏 胡天星 韩宗朔 陈克雨 林涛 陈卫 《环境工程》 2025年第9期56-65,共10页
设定了普通曝气(R1)和陶瓷膜微纳米曝气(R2)两组反应器,对比其氧传质性能、亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)累积效应、氧化应激水平、微生物群落结构及代谢过程,深入解析了陶瓷膜微纳米曝气对短程硝化(partial nitrification,PN)工艺中NO_(2)^(-... 设定了普通曝气(R1)和陶瓷膜微纳米曝气(R2)两组反应器,对比其氧传质性能、亚硝酸盐(NO_(2)^(-)-N)累积效应、氧化应激水平、微生物群落结构及代谢过程,深入解析了陶瓷膜微纳米曝气对短程硝化(partial nitrification,PN)工艺中NO_(2)^(-)-N积累的促进机制。清水曝气试验结果表明:陶瓷膜微纳米曝气氧传质能力强,其标准氧转移率(standard oxygen transfer efficiency,SOTE)为51.92%,是普通曝气(17.43%)的3倍。运行121 d后,R2更早出现NO_(2)^(-)-N积累现象,且亚硝酸盐积累率(91.86%)高于R1(83.05%)。氧化应激水平的测定,进一步验证了亚硝酸盐氧化菌(NOB)对陶瓷膜微纳米曝气引发的氧化应激更敏感,最终使氨氧化菌(AOB)获得相对生长优势,EPR检测结果证实陶瓷膜微纳米曝气在水中产生了·OH,其使硝化细菌发生氧化应激从而活性降低。高通量测序结果显示,R1、R2中AOB(Nitrosomonas)丰度相近,而R2中NOB(Nitrospira)相对丰度(1.66%)显著低于R1(3.54%),表明陶瓷膜微纳米曝气的差异抑制作用增强了AOB的相对生长优势。宏基因组结果表明:在陶瓷膜微纳米曝气条件下,氨氧化过程代谢水平受影响较低,且硝化菌(主要为AOB)发生了抗氧化防御,减弱了氧化应激带来的不利影响。因此,相比普通曝气,短程硝化工艺中采用陶瓷膜微纳米曝气具有更好的NO_(2)^(-)-N积累效果。该研究成果可为PN工艺的发展以及主流Anammox的应用提供理论支持。 展开更多
关键词 短程硝化 陶瓷膜微纳米曝气 亚硝酸盐积累 硝化细菌 氧化应激
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钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢抗硫化物应力开裂性能的影响
7
作者 刘奕辉 周高阳 +2 位作者 操光辉 董晓明 张忠铧 《上海金属》 2025年第4期54-62,共9页
采用NACE标准中的双悬臂梁(NACE-D)法和拉伸试验、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和电子背散射衍射研究了钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢的力学性能、微观组织及抗硫化物应力开裂(sulfide stress cracking,SSC)... 采用NACE标准中的双悬臂梁(NACE-D)法和拉伸试验、扫描电子显微镜、透射电子显微镜、能量色散X射线光谱仪和电子背散射衍射研究了钛对Nb-V微合金化C110级油套管钢的力学性能、微观组织及抗硫化物应力开裂(sulfide stress cracking,SSC)性能的影响。结果表明:Nb、V元素易在Ti元素所在区域偏聚,形成大量氢捕获能力不佳的(Ti,Nb,V)(C,N)碳氮化物,导致VC、NbC、(Nb,V)C等纳米级氢陷阱含量下降,从而使Ti-Nb-V微合金化油套管钢的力学性能和抗SSC性能下降。 展开更多
关键词 油套管钢 钛 微合金化 硫化物应力开裂
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羟苯磺酸钙联合骨化三醇对糖尿病肾病患者氧化应激、微炎症状态及冠状动脉钙化的影响
8
作者 阿尔帕提·阿不力提步 王顺 +4 位作者 韩媛媛 穆福娜依·艾尔肯 冒智捷 康绍涛 刘鑫鹏 《转化医学杂志》 2025年第7期160-164,共5页
目的观察羟苯磺酸钙联合骨化三醇对糖尿病肾病(DN)患者氧化应激、微炎症状态及冠状动脉钙化的影响。方法选取2023年5月至2024年3月新疆医科大学第一附属医院收治的DN患者50例,按照信封随机法分为单一用药组(仅采用骨化三醇)与联合用药组... 目的观察羟苯磺酸钙联合骨化三醇对糖尿病肾病(DN)患者氧化应激、微炎症状态及冠状动脉钙化的影响。方法选取2023年5月至2024年3月新疆医科大学第一附属医院收治的DN患者50例,按照信封随机法分为单一用药组(仅采用骨化三醇)与联合用药组(采用羟苯磺酸钙联合骨化三醇),每组25例。比较两组肾功能[血尿素氮(BUN)、血肌酐(Scr)]、氧化应激[超氧化物歧化酶(SOD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)]、微炎症状态[超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素6(IL-6)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)]、冠状动脉钙化积分(CACS)等指标水平及不良反应发生情况。结果治疗后,联合用药组BUN[(4.13±0.87)mmol/L]、Scr[(71.84±7.51)μmol/L]、hs-CRP[(5.92±1.01)mg/L]、IL-6[(0.42±0.05)ng/L]、TNF-α[(6.32±0.89)μg/L]、CACS[(64.28±4.97)分]低于单一用药组[(4.81±1.01)mmol/L,(79.26±8.25)μmol/L、(6.81±1.09)mg/L、(0.51±0.09)ng/L、(6.98±1.04)μg/L,(72.31±5.23)分],SOD[(126.21±11.81)U/mL]、GSH-Px[(121.43±12.06)U/L]水平高于单一用药组[(107.65±10.72)U/m L,(112.59±11.48)U/L],差异有统计学意义(P<0.05)。两组不良反应总发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论羟苯磺酸钙与骨化三醇联合应用对DN患者肾功能、氧化应激、微炎症状态均有显著改善作用,还可延缓冠状动脉钙化,安全性良好。 展开更多
关键词 羟苯磺酸钙 骨化三醇 糖尿病肾病 氧化应激 微炎症状态 冠状动脉钙化
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微观凹坑软磁材料极薄带拉伸过程疲劳模拟与分析
9
作者 陈谭秋 梅瑞斌 +1 位作者 包立 李广林 《塑性工程学报》 北大核心 2025年第10期220-227,共8页
以带微凹坑的软磁材料极薄带为研究对象,对不同凹坑形状和深度条件下极薄带拉伸过程的等效应力特征和疲劳寿命进行了数值模拟与分析。结果表明:模拟预测平均疲劳寿命与实验结果吻合良好,平均误差为8.4%。随着凹坑深度增加,等效应力集中... 以带微凹坑的软磁材料极薄带为研究对象,对不同凹坑形状和深度条件下极薄带拉伸过程的等效应力特征和疲劳寿命进行了数值模拟与分析。结果表明:模拟预测平均疲劳寿命与实验结果吻合良好,平均误差为8.4%。随着凹坑深度增加,等效应力集中区域扩大,平均疲劳寿命逐渐降低。矩形凹坑的等效应力集中区域产生在心部;椭圆形和圆形凹坑的等效应力集中区域产生在心部以及与外力拉伸方向垂直的凹坑边部区域。相同凹坑分布下,矩形凹坑、圆形凹坑和椭圆形凹坑对软磁材料极薄带平均疲劳寿命的影响依次增加。尽管较少凹坑点的存在使平均疲劳寿命有所增加,但变形不均匀产生的等效应力集中导致局部疲劳失效的风险显著提升,所以带材生产中应尽量避免凹坑存在。 展开更多
关键词 软磁材料极薄带 数值模拟 微凹坑 疲劳 应力
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铝合金微弧氧化膜层的多缺陷和疲劳行为研究进展
10
作者 戴卫兵 代俊林 +4 位作者 张册 郭辰光 黄文超 岳海涛 张建卓 《材料保护》 2025年第10期79-88,共10页
微弧氧化膜层可显著提升铝合金结构件的表面性能,然而膜层微观缺陷(微孔、热裂纹和界面缺陷)和残余应力引发基体过早发生疲劳失效,是微弧氧化技术发展的痛点问题。多缺陷的存在和缺陷间的耦合作用导致涂覆微弧氧化膜层的铝合金疲劳失效... 微弧氧化膜层可显著提升铝合金结构件的表面性能,然而膜层微观缺陷(微孔、热裂纹和界面缺陷)和残余应力引发基体过早发生疲劳失效,是微弧氧化技术发展的痛点问题。多缺陷的存在和缺陷间的耦合作用导致涂覆微弧氧化膜层的铝合金疲劳失效机理模糊不清。针对这一问题,系统阐述了电参数和基体物理特性对铝合金微弧氧化膜层微观缺陷和残余应力的影响以及多缺陷间的耦合影响机制,提出基于基体预处理-制备辅助工艺-膜层后处理的缺陷优化方法,分析了微观缺陷和残余应力对涂覆微弧氧化膜层的铝合金疲劳寿命的影响,揭示了多缺陷对疲劳行为的耦合作用,进而提出了延长疲劳寿命方案,即通过基体预处理、减少多缺陷的产生、抑制膜层裂纹向基体扩展并调控工艺参数,避免大尺寸缺陷形成,诱导膜层产生残余压应力,借助膜层后处理技术,封焊微孔和热裂纹。研究成果为金属微弧氧化膜层缺陷调控和延长疲劳寿命提供理论基础和方法支撑。 展开更多
关键词 铝合金 微弧氧化 微观缺陷 残余应力 疲劳
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微晶铸造对K447A合金760℃持久性能的影响 被引量：1
11
作者 胡聘聘 王越 +4 位作者 何金珊 张丽辉 罗亮 王西涛 肖程波 《钢铁研究学报》 北大核心 2025年第8期1077-1085,共9页
微晶铸造工艺可通过细化晶粒提高合金中低温性能,但由此增加的横向晶界可能会损伤合金高温持久蠕变性能,导致构件过早失效。在760℃/724 MPa条件下对普通铸造、细晶铸造和微晶铸造K447A合金进行了持久性能测试,利用扫描电子显微镜、能... 微晶铸造工艺可通过细化晶粒提高合金中低温性能,但由此增加的横向晶界可能会损伤合金高温持久蠕变性能,导致构件过早失效。在760℃/724 MPa条件下对普通铸造、细晶铸造和微晶铸造K447A合金进行了持久性能测试,利用扫描电子显微镜、能谱仪和电子通道成像技术表征了持久试验前后的显微组织,讨论了微晶铸造工艺对K447A合金持久性能的影响。结果表明:微晶铸造工艺可延长K447A合金的持久寿命至194 h,与普通铸造、细晶铸造合金相比分别增加134%和69%。该条件下,持久变形以晶内位错剪切γ′相为主,裂纹萌生于试样表面并穿晶扩展。由微晶铸造工艺引起的晶粒及碳化物细化、γ′相体积分数增加和枝晶组织消失有效抑制了裂纹萌生与扩展,使K447A合金在该条件下的持久寿命显著提高。尽管微晶铸造K447A合金产生了晶界氧化裂纹,但其对力学性能的损伤远低于晶粒细化所产生的强化效果,因而合金持久性能显著提升。 展开更多
关键词 K447A合金 微晶铸造 显微组织 持久性能 断裂机制
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丁苯橡胶应力软化的全原子分子动力学模拟
12
作者 刘力涵 王琪君 +2 位作者 王轩 彭阳峰 徐小飞 《化工进展》 北大核心 2025年第8期4331-4340,共10页
橡胶材料的应力软化是指经多次循环加载(拉伸-恢复)后应力降低的现象,是影响相关工程应用效果和工程安全的重要因素。利用全原子分子动力学模拟方法,本文研究了丁苯橡胶材料的应力软化现象,从分子尺度探索和总结了应力软化的微观特征和... 橡胶材料的应力软化是指经多次循环加载(拉伸-恢复)后应力降低的现象,是影响相关工程应用效果和工程安全的重要因素。利用全原子分子动力学模拟方法,本文研究了丁苯橡胶材料的应力软化现象,从分子尺度探索和总结了应力软化的微观特征和关键影响因素。研究发现,丁苯橡胶的应力软化是由链间相互作用决定的,高分子总动能和势能分布是描述链间相互作用的重要方法。苯环基单元在丁苯橡胶总动能分布和总势能分布中发挥着主导作用。这是因为它们在丁苯橡胶分子中以侧支链的形式存在,且具有较大的体积。丁烯基单元在总动能分布中也发挥着主要作用,却几乎不影响总势能分布。乙烯基单元不是影响总动能、总势能分布的主要因素。在相同应变下,体系中自由体积随着循环拉伸次数增加而增大,并逐渐形成集中而连续的空腔,这些空腔是应力软化现象的重要微观结构特征。 展开更多
关键词 丁苯橡胶 应力软化 马林斯效应 微观动力学 分子模拟
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动态载荷下CoCrFeNiMn高熵合金的压入行为
13
作者 吴昆昆 刘聪 +3 位作者 苏步云 邱吉 树学峰 康正东 《高压物理学报》 北大核心 2025年第4期44-55,共12页
为解决材料或结构在服役环境中的内部应力难以评估的问题,提出了一种有限元与微压入测试相结合的方法。以CoCrFeNiMn高熵合金为例,分别在不同加载速度下开展了压缩、剪切和微压入测试,并基于非对称初始屈服函数、Swift硬化与关联流动法... 为解决材料或结构在服役环境中的内部应力难以评估的问题,提出了一种有限元与微压入测试相结合的方法。以CoCrFeNiMn高熵合金为例,分别在不同加载速度下开展了压缩、剪切和微压入测试,并基于非对称初始屈服函数、Swift硬化与关联流动法则,构建了该材料的弹塑性本构模型。利用应力积分算法将该本构模型程序化,并接入ABAQUS有限元软件中,通过对比分离式霍普金森压杆与压入模型的有限元模拟结果和实验结果,验证了模型的可靠性。基于分离式霍普金森压杆模型,进行了动态压缩实验的数值模拟,并将不同动态变形时刻的应力场作为初始应力场(内部应力)导入压入模型中,进行压入模拟分析。结果表明:加载阶段的初始应力场会显著降低相同压入深度下的压入载荷,且降低幅度随着初始应力的增加而增大;此外,初始应力场的存在会进一步减弱压入过程中的应力集中。通过对不同压缩量下的载荷-压入位移曲线进行定量分析,揭示了不同初始应力条件下材料的压入响应规律。研究结果为服役条件下材料或结构内部应力的评估提供了参考。 展开更多
关键词 分离式霍普金森压杆 本构方程 高熵合金 初始应力场 微压入
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基于降尺度GOSIF数据的煤层气富集区植被SIF时空变化研究——以沁水盆地南部为例
14
作者 赵聪 许伟 +3 位作者 张兆旭 吴自华 韩谷怀 秦其明 《遥感学报》 北大核心 2025年第3期665-676,共12页
煤层气是一种存在于煤层及其周围岩层中的自生自储式非常规清洁能源,是在煤的形成过程中产生的伴生烃类气体。煤层气的烃微渗漏,会改变土壤的化学组成和化学环境,影响植被根系的呼吸作用,进而阻碍植被叶绿体合成,抑制植被光合作用,最终... 煤层气是一种存在于煤层及其周围岩层中的自生自储式非常规清洁能源,是在煤的形成过程中产生的伴生烃类气体。煤层气的烃微渗漏,会改变土壤的化学组成和化学环境,影响植被根系的呼吸作用,进而阻碍植被叶绿体合成,抑制植被光合作用,最终导致日光诱导叶绿素荧光SIF (Solar-Induced chlorophyll Fluorescence)的异常变化。为探究煤层气烃类微渗漏对植被SIF的影响,本文以山西省沁水盆地南部(沁水县)为研究区,使用基于卷积神经网络CNN (Convolutional Neural Networks)的SIF降尺度方法,获得2000年—2020年研究区的1 km空间分辨率SIF数据,并将研究区植被分为农田、草地和林地3种类型,探究煤层气富集区各类植被SIF时空变化特征。结果表明:研究区的3种植被类型中,林地的SIF平均值最高,其次为草地,农田的SIF平均值最低;2000年—2020年研究区内各植被SIF均表现出明显的增长趋势。此外,煤层气富集区受人为因素影响较小的林地SIF值明显低于对照区,且2000年—2020年间SIF年平均增速也低于对照区,这表明林地受到煤层气富集区烃类微渗漏的影响更为显著。综上,本研究表明植被SIF的异常可以从一定程度上反映煤层气烃类微渗漏情况,进而为煤层气潜在富集区的遥感判别提供科学依据。 展开更多
关键词 煤层气 日光诱导叶绿素荧光 时空变化分析 植被生长胁迫 烃渗漏 降尺度 卷积神经网络 沁水盆地
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面向超薄硅晶圆精密磨削工艺的内部残余应力分析
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作者 熊正权 窦筠雯 +4 位作者 陈颖 高能 黄银 朱旻昊 冯雪 《表面技术》 北大核心 2025年第2期161-172,共12页
目的硅基集成电路的超薄化(通常厚度≤50μm)是高性能集成器件实现柔性化的关键,同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而,随着厚度的降低,本征硬脆的硅基器件的机械强... 目的硅基集成电路的超薄化(通常厚度≤50μm)是高性能集成器件实现柔性化的关键,同时也满足了器件先进封装的需求。背面精密磨削是低成本、大规模制造超薄硅基集成电路的重要技术路径。然而,随着厚度的降低,本征硬脆的硅基器件的机械强度急剧下降,磨削的难度也极大增加。此外,当器件的厚度接近甚至低于有源层厚度(约为15μm)时,磨削过程中产生的缺陷和内部残余应力将严重影响超薄器件的性能和良品率。因此,控制磨削过程的缺陷和内部残余应力是突破超薄柔性硅基集成电路制备技术的关键,非常有必要深入分析超薄硅晶圆精密磨削产生的内部残余应力,建立起工艺参数与内部残余应力之间的定量关系。方法针对精密磨削工艺,基于磨轮与硅晶圆的几何运动学关系,将磨轮进给率对磨削过程的影响转变为对等效磨削深度的影响,建立了硅晶圆在单颗磨粒单次和多颗磨粒多次磨削下的有限元局部模型,探讨了工艺参数(磨轮转速、磨轮进给率、磨粒尺寸)、磨粒数量和磨削次数对磨削后的表面质量和内部残余应力的影响,开展了12英寸硅晶圆的自旋转精密磨削实验验证仿真。结果硅晶圆精密磨削后的内部残余应力主要集中于距离硅片表面约50nm处,并沿深度方向快速减小。降低磨轮进给率和减小磨粒尺寸可以有效降低内部残余应力,提高表面质量。使硅片磨削后的表面及内部区域近似处于等双轴压缩应力状态,当磨轮进给率为0.5、0.35和0.2μm/s时,通过激光共聚焦显微拉曼光谱仪测得残余应力分别为(-185±33)、(-216±25)和(283±41)MPa,多颗磨粒多次磨削有限元仿真获得的残余应力分别为(-127±32)、(-171±43)和(-221±55)MPa,二者吻合较好。结论将磨轮进给率转变为等效磨削深度后,建立的多颗磨粒多次精密磨削有限元模型可以有效预测硅晶圆自旋转精密磨削的内部残余应力,为硅基集成电路薄化工艺的开发和优化提供了指导。 展开更多
关键词 硅晶圆 超薄 精密磨削 内部残余应力 有限元仿真 显微拉曼实验
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微纳塑料诱导细胞衰老的特征和机制研究进展
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作者 高浩 周昕晔 +6 位作者 陶泽华 郭重阳 徐以诚 许思雨 冯伟伟 张文友 陆荣柱 《环境卫生学杂志》 2025年第10期922-932,共11页
微纳塑料(micro-and nanoplastics,MNPs)污染广受关注与研究。微纳塑料对人体造成的健康危害及机制被认为可能与细胞衰老有关。较小粒径的微纳塑料进入人体后,在呼吸系统、消化系统、心血管系统、泌尿系统、生殖系统、神经系统、骨骼肌... 微纳塑料(micro-and nanoplastics,MNPs)污染广受关注与研究。微纳塑料对人体造成的健康危害及机制被认为可能与细胞衰老有关。较小粒径的微纳塑料进入人体后,在呼吸系统、消化系统、心血管系统、泌尿系统、生殖系统、神经系统、骨骼肌肉系统以及皮肤和脂肪组织等多器官多部位中,以时间和剂量依赖的方式内化至细胞内,通过引发氧化应激、DNA损伤、自噬障碍、炎症、信号通路异常等损伤,诱导相应系统细胞的衰老,使细胞出现衰老相关β-半乳糖苷酶活性升高以及p53、p21、p16、核纤层蛋白B1和磷酸化组蛋白H2A.X表达上升等衰老表型特征。本文综述微纳塑料诱导细胞衰老的特征、机制研究进展。 展开更多
关键词 微纳塑料 细胞衰老 氧化应激 DNA损伤
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微坑阵列调控TA2/PEEK/CF层板热残余应力的机理与优化研究
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作者 于航 章俊 +3 位作者 齐浩达 余珍稀 张浩然 潘蕾 《宇航材料工艺》 北大核心 2025年第S1期59-72,共14页
针对TA2/PEEK/CF层板在层间构筑微坑阵列后热残余应力的分布规律展开研究,通过热释放实验与有限元模拟相结合的方法,系统分析了微坑深度、直径及圆心距对弯曲成形前后不同区域热应力的影响机制。结果表明:弯曲前层板的热残余应力随微坑... 针对TA2/PEEK/CF层板在层间构筑微坑阵列后热残余应力的分布规律展开研究,通过热释放实验与有限元模拟相结合的方法,系统分析了微坑深度、直径及圆心距对弯曲成形前后不同区域热应力的影响机制。结果表明:弯曲前层板的热残余应力随微坑深度增加呈现先减小后增大的趋势,微坑圆心距减小可显著降低热应力,而微坑直径的影响较小。热应力主要源于材料热膨胀系数差异,且对层板厚度方向变化更为敏感。弯曲后塑性变形区域的热残余应力随微坑圆心距减小而增大,微坑深度与直径的影响相近。微坑结构虽提高成形精度,但塑性变形量的增加导致局部热应力升高。弹性变形区域的热残余应力随微坑圆心距减小而显著降低,微坑直径的影响更为突出,而微坑深度的增加则呈现先缓解后加剧的规律。最佳微坑参数(深度为60μm、直径为550μm、圆心距为730μm)可有效降低弯曲前各层及弯曲后弹性变形区域的热残余应力,但塑性变形区域的金属层热应力有所上升。研究揭示了微坑结构通过调控应力分布与塑性变形行为对层板热残余应力的双重作用,为优化层板制备工艺及微坑参数设计提供了理论依据. 展开更多
关键词 TA2/PEEK/CF层板 微坑阵列 热残余应力 弯曲成形 有限元模拟 热释放实验
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干旱胁迫对中国沙棘叶片解剖结构的影响 被引量：1
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作者 高佩 何旦 马玉花 《高原科学研究》 2025年第1期23-29,42,共8页
通过分析不同程度干旱胁迫下中国沙棘叶片的解剖结构,对干旱胁迫下的沙棘叶片表皮毛形态和组织解剖结构进行观察,旨在探究自然干旱胁迫下沙棘幼苗叶片形态及解剖结构的适应性变化。以青海野生中国沙棘为试验材料,采用自然干燥法控制土... 通过分析不同程度干旱胁迫下中国沙棘叶片的解剖结构,对干旱胁迫下的沙棘叶片表皮毛形态和组织解剖结构进行观察,旨在探究自然干旱胁迫下沙棘幼苗叶片形态及解剖结构的适应性变化。以青海野生中国沙棘为试验材料,采用自然干燥法控制土壤水分含量,通过扫描电镜观测叶片表皮毛形态,并通过石蜡切片染色分析其叶片解剖结构,来探究沙棘实生苗叶片对自然干旱胁迫的响应。结果表明:沙棘表皮毛有星状毛、星盾毛和盾状毛3种类型,其表皮毛性状随干旱胁迫的加深而不断蜷缩。干旱胁迫强度加深,沙棘叶片厚度、栅栏组织厚度、栅海比和组织结构紧密度增大,而海绵组织厚度和组织结构疏松度则减少。沙棘叶片角质层厚度随干旱胁迫强度的加深而增加,沙棘叶片下表皮厚度、气孔面积、气孔密度和表皮毛面积则随干旱胁迫的加深而呈先降低后增加的趋势。复水后除栅海比外,其余各指标均得到不同程度的恢复。综上,干旱胁迫强度与叶片厚度、角质层厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、栅海比、叶片组织结构紧密度呈正相关;与叶片组织结构疏松度、海绵组织厚度呈负相关;干旱胁迫后复水1 d,气孔密度快速恢复,使其表现出更强的形态适应性和自我调节能力。 展开更多
关键词 中国沙棘 干旱胁迫 解剖结构 扫描电镜 石蜡切片
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用于矢量水听器的应力集中MEMS敏感单元仿真研究
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作者 肖邦 赵荣荣 殷忆昕 《声学技术》 北大核心 2025年第2期302-308,共7页
敏感单元作为同振式矢量水听器的核心元件,其小型化将有助于水听器整体体积和质量的减小。采用微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)结构是实现敏感单元小型化的有效途径。文章针对一种应力集中的MEMS敏感单元进行仿真研究... 敏感单元作为同振式矢量水听器的核心元件,其小型化将有助于水听器整体体积和质量的减小。采用微机电系统(micro-electro-mechanicalsystem,MEMS)结构是实现敏感单元小型化的有效途径。文章针对一种应力集中的MEMS敏感单元进行仿真研究。在质量块-梯形悬臂梁结构基础上,将单梯形悬臂梁改进为双梯形悬臂梁。同时,在悬臂梁近固定端处厚度方向刻蚀凹槽,进一步提高梁上压电层的局部应力。通过有限元仿真,对比三种不同结构敏感单元对应矢量水听器模型的灵敏度频域响应性能,并从梁上应力分布角度对性能差异进行分析。研究发现,相较于单梯形梁,双梯形悬臂梁结构水听器灵敏度提升7.7 dB。此外,增加悬臂梁厚度且在悬臂梁根部刻蚀凹槽,使得对应水听器灵敏度和带宽均得到改善。悬臂梁厚度为80μm、根部凹槽深度为40μm、宽度为100μm的双梯形悬臂梁对应矢量水听器的谐振频率为1496.8 Hz,在频率为630 Hz、参考值为1 V·(μPa)-1时,灵敏度为-210.8 dB。 展开更多
关键词 矢量水听器 敏感单元 悬臂梁 应力集中 仿真分析 微机电系统
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局部压载破裂闪长岩激发电流变化特征与机理分析 被引量：1
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作者 徐友友 吴立新 +2 位作者 毛文飞 孙立成 卢菁琛 《地球物理学报》 北大核心 2025年第3期1004-1016,共13页
岩石受力激发电流(PSRC)与岩石微破裂的形成和发育有关,其变化特征与机理是岩石破裂观测与岩体灾变研究的基础.但是,岩石局部加载破裂过程中的PSRC变化研究欠缺.本文以矿物晶体及粒度相对均匀的地壳典型火成岩-闪长岩为例,制作方柱-锥... 岩石受力激发电流(PSRC)与岩石微破裂的形成和发育有关,其变化特征与机理是岩石破裂观测与岩体灾变研究的基础.但是,岩石局部加载破裂过程中的PSRC变化研究欠缺.本文以矿物晶体及粒度相对均匀的地壳典型火成岩-闪长岩为例,制作方柱-锥体闪长岩试件,采用高精度电流测量仪与声发射探测仪,同步观测岩石试件单轴局部压载至破裂过程中受压端与非受压端之间的PSRC变化,并与声发射信号进行比对分析,探究其与应力、微破裂发育的内在联系.实验揭示了闪长岩PSRC变化的阶段性特征,即前期呈低值稳定波动,达峰值应力约86.5%时PSRC出现台阶式上升,幅值为nA级;在峰值应力前1 s内出现幅值达100 nA的急剧振荡式脉冲,并持续波动至岩石破裂失稳.分析认为:闪长岩PSRC的两次显著性变化受加载应力水平、矿物晶体/颗粒强度及微破裂发育进程协同控制,导致岩石体积膨胀点之后不同强度的矿物晶体位错丛集与正空穴电荷激活雪崩,形成两次PSRC叠加效应.本研究对于工程岩体破裂监测、区域地应力场变化监测分析及地震短临监测预测有重要意义. 展开更多
关键词 岩石受力激发电流(PSRC) 微破裂 矿物晶体/颗粒 过氧键 应力闭锁 遥感-岩石力学
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