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预估-校正逆向设计方案用于非晶合金性能到成分预测(英文)

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Transactions of Nonferrous Metals Society of China 2024年

作者：龙滔龙志林庞博湘潭大学土木工程学院湘潭大学机械工程与力学学院

为了开发一种通用框架，使其能够设计出具有所需目标性能的新型非晶合金。本文提出了一种由预测模块和校正模块组成的预估-校正逆向设计方案(PCIDS)。为实现这两个部分，开发了基于深度神经网络的高精度正向预测模型。最重要的是，还开... 详细信息

为了开发一种通用框架，使其能够设计出具有所需目标性能的新型非晶合金。本文提出了一种由预测模块和校正模块组成的预估-校正逆向设计方案(PCIDS)。为实现这两个部分，开发了基于深度神经网络的高精度正向预测模型。最重要的是，还开发了领域知识引导的逆向设计网络(DKIDNs)和常规逆向设计网络(RIDNs)。在测试集上，正向预测模型关于剪切模量和体积模量的决定系数(R2)分别为0.990和0.986。此外，与RIDNs模型相比，DKIDNs模型表现出更优越的预测性能。最终证明了PCIDS可以高效地预测出所需目标性能的非晶合金成分。

关键词：非晶合金机器学习深度神经网络逆向设计弹性模量

非晶合金结构演变影响玻璃形成能力的分子动力学研究

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原子与分子物理学报 2024年第1期41卷 168-176页

作者：史天姿龙志林张新瑞湘潭大学土木工程学院湘潭411105

通过分子动力学方法模拟了Ti_(75)Al_(25)、Ni_(50)Zr_(50)和Cu_(50)Zr_(50)非晶合金的玻璃转变过程,得到并分析了平均原子体积和双体分布函数等结构参数,并应用Voronoi多面体指数分析法统计了玻璃转变过程中二十面体及类二十面体团簇... 详细信息

通过分子动力学方法模拟了Ti_(75)Al_(25)、Ni_(50)Zr_(50)和Cu_(50)Zr_(50)非晶合金的玻璃转变过程,得到并分析了平均原子体积和双体分布函数等结构参数,并应用Voronoi多面体指数分析法统计了玻璃转变过程中二十面体及类二十面体团簇的数量,通过分析团簇在玻璃转变过程中种类和数量的涨落趋势,研究了非晶原子由短程序连接至中程序再至长程无序的动力学演化过程.结果表明,非晶合金的玻璃形成能力以及塑性变形能力与动力学演化过程中Voronoi团簇的种类和数量密切相关.在玻璃转变过程中局部五次对称性高的团簇倾向于连接在一起形成链,从而密排整个空间,降低系统的动力学行为从而提高玻璃形成能力.塑性形变倾向于发生在局部五次对称性较低的区域.在玻璃转变温度附近团簇种类和数量的突变反映出非晶合金的自组织临界行为,蕴含着丰富的非线性动力学现象.

关键词：非晶合金原子团簇玻璃形成能力分子动力学

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弹体对超高性能混凝土侵彻深度的研究

爆炸与冲击 2024年第2期44卷 134-148页

作者：聂晓东吴祥云龙志林易治姬楠郭瑞奇湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 中国人民解放军军事科学院国防工程研究院河南洛阳471023

为了评估超高性能混凝土(UHPC)的抗侵彻性能,对UHPC靶板进行了侵彻试验与数值模拟。首先,利用Φ35 mm火炮对抗压强度为160 MPa的UHPC靶板开展了216~345 m/s速度下的弹体侵彻试验,结果表明:随着弹体速度的增加,侵彻深度与开坑直径皆有明... 详细信息

为了评估超高性能混凝土(UHPC)的抗侵彻性能,对UHPC靶板进行了侵彻试验与数值模拟。首先,利用Φ35 mm火炮对抗压强度为160 MPa的UHPC靶板开展了216~345 m/s速度下的弹体侵彻试验,结果表明:随着弹体速度的增加,侵彻深度与开坑直径皆有明显增加。随后在数值模拟过程中,确立了UHPC的RHT材料模型参数,为了验证材料模型的有效性,采用单轴压缩与霍普金森压杆试验结果对三维有限元模型进行了验证,模拟结果与实验结果吻合良好,表明参数选取科学合理。最后,对弹体侵彻UHPC的过程进行数值模拟,参数化分析了UHPC抗压强度、弹体质量、侵彻速度、弹径、弹头形状对UHPC侵彻深度的影响,并据此推导出弹体对UHPC侵彻深度计算公式。

关键词：侵彻 UHPC 弹头形状系数 RHT模型

PVA纤维增强珊瑚混凝土静动态力学性能试验研究

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中外公路 2024年第2期44卷 138-147页

作者：周进毅龙志林郭瑞奇旷杜敏蔡洋陈莎莎陈劲杰湘潭大学土木工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 长沙理工大学交通运输工程学院湖南长沙410114

为增强珊瑚混凝土的力学性能,对其进行了5种聚乙烯醇纤维体积分数(0、0.5%、1%、1.5%和2%)条件下的静态力学试验,并采用直径为100 mm的分离式霍普金森杆研究其在4种应变率下的冲击压缩性能。结果表明:掺入适量纤维能明显提高混凝土静态... 详细信息

为增强珊瑚混凝土的力学性能,对其进行了5种聚乙烯醇纤维体积分数(0、0.5%、1%、1.5%和2%)条件下的静态力学试验,并采用直径为100 mm的分离式霍普金森杆研究其在4种应变率下的冲击压缩性能。结果表明:掺入适量纤维能明显提高混凝土静态抗压强度与劈裂抗拉强度;动态力学试验表明珊瑚混凝土具有明显的应变率效应,加入纤维后能提高动态增强因子对应变率的敏感性,增强效果在纤维掺量为1.5%时趋于饱和;纤维在混凝土中起到了阻裂与耗能的作用,能明显地改善混凝土的破坏形态与冲击韧性。

关键词：全珊瑚海水混凝土聚乙烯混纤维冲击压缩力学性能应变率效应

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基于逾渗理论的非晶合金屈服行为研究

物理学报 2017年第18期66卷 165-172页

作者：平志海钟鸣龙志林湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

从非晶合金的微观结构出发,基于处理强无序和具有随机几何结构系统常用的理论方法——逾渗理论来描述非晶合金剪切屈服时的塑性流变.为了更好地理解非晶合金剪切带萌生时的临界问题,结合已有的"自由体积(free volume)模型"和"剪切转变区... 详细信息

从非晶合金的微观结构出发,基于处理强无序和具有随机几何结构系统常用的理论方法——逾渗理论来描述非晶合金剪切屈服时的塑性流变.为了更好地理解非晶合金剪切带萌生时的临界问题,结合已有的"自由体积(free volume)模型"和"剪切转变区(shear transformation zone)模型",建立了非晶合金剪切转变的逾渗模型.以Cu_(25)Zr_(75)二元非晶合金为例,计算了在剪切转变区内易发生塑性流动的原子团簇剪切失稳的逾渗阈值,并粗略估算了这些原子团簇的大小.研究发现,剪切失稳的逾渗阈值与临界约化自由体积浓度(x_c～2.4%)有着相似的特性,不同之处在于其值与自由体积的分散度有着密切联系.研究结果作为非晶合金的韧脆转变问题提供了新思路.

关键词：非晶合金逾渗理论剪切失稳逾渗阈值

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块体非晶合金剪切带的原子力纳米压痕行为

中国有色金属学报 2011年第6期21卷 1444-1449页

作者：许福龙志林彭建张平湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105

通过原子力显微镜(AFM)纳米压痕实验研究传统纳米压痕实验形成的Fe基非晶合金剪切带区域及未变形区域的变形;结合压痕形貌实时原位观测,探讨块体非晶合金塑性变形局域化的原因。结果表明:最大载荷44.6μN下,材料的剪切带、剪切带间和未... 详细信息

通过原子力显微镜(AFM)纳米压痕实验研究传统纳米压痕实验形成的Fe基非晶合金剪切带区域及未变形区域的变形;结合压痕形貌实时原位观测,探讨块体非晶合金塑性变形局域化的原因。结果表明:最大载荷44.6μN下,材料的剪切带、剪切带间和未变形区域的AFM纳米压痕残余面积分别为3 274.7、2 976.5和2 879.2 nm2,对应的硬度分别为13.62、14.98和15.49 GPa,剪切带区域的硬度值比未变形区域的硬度值降低了约10%,说明塑性变形过程中,过剩自由体积的产生使剪切带结构发生软化。

关键词：块体非晶合金剪切带原子力纳米压痕硬度

带约束拉杆钢管/竹胶板组合空芯短柱的偏心抗压性能

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农业工程学报 2016年第15期32卷 75-82页

作者：赵卫锋谷伟周靖龙志林湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105 华南理工大学亚热带建筑科学国家重点实验室广州510640

采用冷弯薄壁方型钢管和胶合竹板通过横向约束拉杆和结构胶黏剂复合成顺纹抗压的组合空芯短柱(thin-walled steel tube/bamboo-plywood composite hollow short column with binding bars,SBCCB),采用9个试件研究SBCCB试件的偏心抗压破... 详细信息

采用冷弯薄壁方型钢管和胶合竹板通过横向约束拉杆和结构胶黏剂复合成顺纹抗压的组合空芯短柱(thin-walled steel tube/bamboo-plywood composite hollow short column with binding bars,SBCCB),采用9个试件研究SBCCB试件的偏心抗压破坏模式、抗压承载力和影响规律。结果表明,SBCCB试件受压破坏形态主要为柱端开胶破坏、横向约束拉杆之间基体胶合界面开胶剥离破坏和胶合竹板局部压屈破坏;SBCCB抗压极限荷载随胶合竹净横截面积增大而提高,随着长细比和荷载偏心率的增大而降低,随空心率增大而增大;约束拉杆可有效延迟SBCCB的开胶剥离破坏,改变屈曲破坏模式,有助于试件抗压承载力的提高;相对于不带约束拉杆试件,SBCCB抗压极限应力提高约17.64%;局部翘曲随约束拉杆间距减小而减小,相对拉杆间距比3.0以下能确保较小的局部翘曲变形。薄壁钢管和胶合竹板能形成较好的复合抗压结构单元,该批试件平均值抗压强度达到18.54 MPa,展现了优异的抗压性能。SBCCB可作为绿色建筑材料广泛应用于现代装配式工程结构,同时拓展竹材的应用途径,实现"以竹代木,以竹代钢",具有很好的工程价值和应用前景。

关键词：竹承载力抗压测试胶合竹板薄壁型钢管组合空芯柱约束拉杆偏心抗压

Cu_(45)Zr_(55-x)Al_x(x=3,7,12)块体非晶合金的第一性原理分子动力学模拟研究

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物理学报 2014年第11期63卷 305-313页

作者：危洪清龙志林许福张平唐翌湘潭大学土木工程与力学学院湘潭411105 湘潭大学物理系湘潭411105

利用第一性原理分子动力学模拟对Cu45Zr55-xAlx(x=3,7,12)块体非晶合金熔体在快速冷却为玻璃态过程中原子结构的演变进行了系统的研究.结果显示,以Al为中心的二十面体是合金熔体在液—固转变过程中最稳定的原子团簇结构,可视为该合金系... 详细信息

利用第一性原理分子动力学模拟对Cu45Zr55-xAlx(x=3,7,12)块体非晶合金熔体在快速冷却为玻璃态过程中原子结构的演变进行了系统的研究.结果显示,以Al为中心的二十面体是合金熔体在液—固转变过程中最稳定的原子团簇结构,可视为该合金系中的基本结构单元;以Al为中心的稳定团簇的数量和在空间中的组成形式决定了该合金微观结构的非均匀性和原子扩散能力的大小,这也是影响合金宏观力学性能和玻璃形成能力的关键因素.

关键词：块体金属玻璃原子团簇成分设计玻璃形成能力

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几种稀土金属间化合物的配制及结构测定

湘潭大学自然科学学报 2003年第2期25卷 34-37页

作者：黄伯清龙志林周辉湘潭大学材料与光电物理学院湖南湘潭411105 上海海洋石油局信息中心上海030000

用高频熔炼的方法配制了三个稀土金属间化合物即 (K ,M ,N) .采用X射线衍射法测定了它们的晶体结构 ,结果表明 :K(NdAl1 .75Si0 .2 5)属于立方晶系 ,点阵参数a =7.986× 10 - 1 0 m ;化合物M(NdAl2 Si2 )和N(NdAl1 .2 5Si0 .75)是六方晶... 详细信息

用高频熔炼的方法配制了三个稀土金属间化合物即 (K ,M ,N) .采用X射线衍射法测定了它们的晶体结构 ,结果表明 :K(NdAl1 .75Si0 .2 5)属于立方晶系 ,点阵参数a =7.986× 10 - 1 0 m ;化合物M(NdAl2 Si2 )和N(NdAl1 .2 5Si0 .75)是六方晶系 ,其点阵参数分别为a =4.2 3× 10 - 1 0 m、c =6.71× 10 - 1 0 m ,N和a =4.2 76× 10 - 1 0 m、c =4.2 0 4× 10 - 1 0 m .

关键词：稀土金属间化合物晶体结构衍射谱的指标化