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氧化铝多孔膜振动性能的实验研究

实验力学 2005年第3期20卷 370-374页

作者：柳兆涛李凯辜萍缪泓中国科学技术大学力学与机械工程系

电化学氧化法制备的氧化铝多孔膜有六角规则密排的纳米孔,其优良的结构特点使其具有良好的用途,可应用于微粒物质分离,氧化剂的载体,微电子机械系统的组件和纳米器件等。在前期研究了这种氧化铝膜的力学性能如拉伸性能和弯曲性能的基础... 详细信息

电化学氧化法制备的氧化铝多孔膜有六角规则密排的纳米孔,其优良的结构特点使其具有良好的用途,可应用于微粒物质分离,氧化剂的载体,微电子机械系统的组件和纳米器件等。在前期研究了这种氧化铝膜的力学性能如拉伸性能和弯曲性能的基础上,本文实验研究了这种氧化铝多孔膜的振动特性即共振频率特性和振动模态,估算了该氧化铝多孔膜的相当弹性模量,与其他方法测得的相当弹性模量基本一致。

关键词：氧化铝多孔膜振动性能振动模态频谱曲线相当弹性模量

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鼓膜法测定纳米多孔氧化铝薄膜的弹性模量

实验力学 2004年第1期19卷 34-38页

作者：辜萍缪泓柳兆涛伍小平中国科学技术大学力学和机械工程系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230027

本文的多孔氧化铝薄膜含有直径均一、互相平行且与表面垂直的有序纳米孔阵列。它有广阔的应用前景。多孔氧化铝膜与氧化铝陶瓷材料的宏观力学性能有很大的区别。本文用鼓膜法结合实时电子散斑干涉(ESPI)技术,测量薄膜压力与离面位移的关... 详细信息

本文的多孔氧化铝薄膜含有直径均一、互相平行且与表面垂直的有序纳米孔阵列。它有广阔的应用前景。多孔氧化铝膜与氧化铝陶瓷材料的宏观力学性能有很大的区别。本文用鼓膜法结合实时电子散斑干涉(ESPI)技术,测量薄膜压力与离面位移的关系,再用周边固支平板小挠度模型计算出多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量。本实验中厚76微米的多孔氧化铝薄膜的宏观弹性模量为32.5GPa,比热压氧化铝陶瓷的弹性模量几乎小一个数量级,主要是由于晶相和细观结构不同造成的。这种方法较适合测量此类结构薄膜的力学性能。

关键词：鼓膜法纳米多孔氧化铝薄膜弹性模量电子散斑干涉术纳米孔阵列离面位移

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履带机械轨道链轨节的力学性能数值仿真研究

固体力学学报 2014年第S1期35卷 241-245页

作者：汪正兴徐明迪柳兆涛合肥工业大学工程力学系合肥230009

履带工程机械在工程实际中广泛使用,轨道链轨节承受整机绝大部分重量和全部的牵引驱动力,常见压缩压弯、扭曲、拉伸断裂等病害现象.文章在对链轨节受力情况理论分析的基础上,运用有限元法,分析链轨节结构的应力分布,获取了极值应力及位... 详细信息

履带工程机械在工程实际中广泛使用,轨道链轨节承受整机绝大部分重量和全部的牵引驱动力,常见压缩压弯、扭曲、拉伸断裂等病害现象.文章在对链轨节受力情况理论分析的基础上,运用有限元法,分析链轨节结构的应力分布,获取了极值应力及位置.分析结果为改进结构的设计、加工方法和加工工艺提供了依据,为进一步使用电测和光学等试验方法测定其应力分布,进行疲劳试验,提高国产履带机构中链轨节力学性能和使用寿命有指导意义.

关键词：链轨节力学性能有限元静态分析结构变形应力分布

基于物理信息神经网络的非线性瞬态热传导正/反问题研究

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重庆大学学报 2023年

作者：陈豪龙唐欣越柳兆涛周焕林合肥工业大学土木与水利工程学院

文章基于物理信息神经网络(physics-informed neuralnetworks，PINN)求解非线性瞬态热传导问题并识别随温度变化的导热系数。首先，基于热传导问题的控制方程，利用初始条件和边界条件，构建损失函数。然后，应用自动微分算法求解控制... 详细信息

文章基于物理信息神经网络(physics-informed neuralnetworks，PINN)求解非线性瞬态热传导问题并识别随温度变化的导热系数。首先，基于热传导问题的控制方程，利用初始条件和边界条件，构建损失函数。然后，应用自动微分算法求解控制方程中温度的偏导数。使用梯度下降算法，更新网络参数，最小化损失函数，实现热传导正问题的求解，并讨论了不同隐藏层数、神经元数量和域内数据点数量对计算结果的影响。最后，采用PINN识别随温度变化的导热系数，利用控制方程、测量温度和计算温度的残差构建损失函数，通过梯度下降算法，更新网络参数和导热系数，使其逼近于精确解，并比较了不同的测点数量和测量误差对计算结果的影响。结果表明，PINN能够有效求解非线性瞬态热传导问题并识别与温度相关的导热系数。

关键词：反问题热传导问题导热系数识别物理信息神经网络自动微分算法

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某型叉车门架中横梁力学性能与结构优化研究

应用力学学报 2014年第6期31卷 974-977,1002页

作者：徐明迪柳兆涛汪正兴周焕林陈亮合肥工业大学土木与水利工程学院合肥230009

针对某型叉车起升机构中横梁弯角频繁出现的断裂现象进行了理论与数值分析,并对失效部位进行了试验检测。通过比较发现,数值分析与试验测试结果一致,即安全系数偏低,接近于1.0。然后,进一步数值分析了中横梁的基本尺寸参数(厚度b、高度... 详细信息

针对某型叉车起升机构中横梁弯角频繁出现的断裂现象进行了理论与数值分析,并对失效部位进行了试验检测。通过比较发现,数值分析与试验测试结果一致,即安全系数偏低,接近于1.0。然后,进一步数值分析了中横梁的基本尺寸参数(厚度b、高度h、弯角半径R)对横梁强度性能的影响。结果表明:厚度b是影响强度的最主要因素;弯角半径R对强度有较大影响;而高度h对结构强度影响较小。基于此,对中横梁结构尺寸进行了优化,最优化结构的应力大幅降至125MPa,较现有结构降低了约91MPa,安全系数显著提升至1.7左右,而结构质量基本不变,较好地解决了这类叉车门架横梁的失效问题,对类似的工程机械的设计研究和生产使用具有指导和借鉴意义。

关键词：叉车门架力学性能数值模拟应变测试结构优化

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蜻蜓飞行姿态的实时模拟测量

实验力学 2002年第3期17卷 315-319页

作者：程鹏柳兆涛付东杰续伯钦伍小平中国科学技术大学力学和机械工程系合肥230026

作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题 ,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量 .由于在图像采集 ,预处理 ,位相提取 ,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施 ,克... 详细信息

作为昆虫自由飞行姿态实时测量的预研课题 ,本文利用投影栅线法对真实蜻蜓翅膀在以适当频率摆动的机械驱动下模拟真实飞行时的三维形状变化进行了实时测量 .由于在图像采集 ,预处理 ,位相提取 ,抑噪声去包络等环节采取了一系列措施 ,克服了由于蜻蜓翅膀透明度高 ,表面微观起伏变化剧烈所导致的栅线条纹图的平均灰度、对比度和信噪比都很低而给数据处理带来的困难 .

关键词：蜻蜓飞行姿态实时模拟测量投影栅线法生物仿生研究

含有序孔洞的多孔氧化铝薄膜的力学性能测量和数值模拟

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实验力学 2006年第2期21卷 151-156页

作者：陈健辜萍柳兆涛赵建华中国科学技术大学力学和机械工程系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230027

高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀,可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层,其孔径分布非常均匀,孔大致呈六方密排布。由于此类薄膜具有规则的纳米级孔径,大的比表面积,良好的自组织排列性,所以其日益受到人们的关注。然而... 详细信息

高纯铝箔在特定的溶液下经过电化学阳极氧化腐蚀,可在其表面生成一层多孔的非晶氧化铝层,其孔径分布非常均匀,孔大致呈六方密排布。由于此类薄膜具有规则的纳米级孔径,大的比表面积,良好的自组织排列性,所以其日益受到人们的关注。然而,到目前为止,对于此类薄膜力学性能的研究还很少,所以在一定程度上限制其功能的开发和应用。为了获得此类多孔膜的弹性常数,本文首先由实验出发,通过光力学检测(双光束散斑干涉)的方法得到薄膜拉伸时的整体表观弹性模量。然后对薄膜建立二维有限元模型,运用均匀化理论反推出其基体(无孔结构)的弹性模量,同时考察了不同的基体泊松比对模型整体表观模量的影响,并且用一般有限元方法验证了沿特定方向拉伸时均匀化模型计算的有效性。

关键词：多孔氧化铝薄膜散斑干涉有限元均匀化方法

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多孔氧化铝薄膜横观各向同性弹性性质的研究

实验力学 2006年第3期21卷 307-314页

作者：陈健辜萍柳兆涛赵建华中国科学技术大学力学和机械工程系中国科学院材料力学行为与设计重点实验室合肥230027

电化学阳极氧化生成的氧化铝薄膜含有高度有序的纳米孔阵列,本文首先假设氧化铝薄膜基体(无孔部分)为各向同性,结合其周期性孔结构特点和均匀化理论,可以得到氧化铝基体和薄膜弹性性质之间的关系。然后利用单轴拉伸结合电子散斑干涉(ES... 详细信息

电化学阳极氧化生成的氧化铝薄膜含有高度有序的纳米孔阵列,本文首先假设氧化铝薄膜基体(无孔部分)为各向同性,结合其周期性孔结构特点和均匀化理论,可以得到氧化铝基体和薄膜弹性性质之间的关系。然后利用单轴拉伸结合电子散斑干涉(ESPI)的方法得到薄膜面内的杨氏模量为63.4GPa,并根据均匀化方法得到的基体与薄膜弹性性质的关系进一步推出薄膜横观各向同性的其它弹性参数,如基体杨氏模量等。为证明结果的可靠性,利用推出的弹性参数建立三维有限元模型,模拟纳米压痕实验,得到的加卸载曲线与实验曲线相吻合。

关键词：多孔氧化铝薄膜单轴拉伸电子散斑干涉均匀化理论纳米压痕有限元

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氧化铝多孔膜变形的时间序列散斑干涉法检测

实验力学 2005年第1期20卷 51-56页

作者：柳兆涛缪泓辜萍刘罡伍小平中国科学技术大学力学与机械工程系

本文通过鼓膜实验,利用双光束电子散斑干涉技术(ESPI)和时间序列的散斑干涉法,首先对纯铝试样鼓膜变形进行测量,并结合薄板小挠度理论计算了纯铝的弹性模量,结果与弹性模量的参考值基本相同,表明该测量变形的方法精确可行。在此基础上... 详细信息

本文通过鼓膜实验,利用双光束电子散斑干涉技术(ESPI)和时间序列的散斑干涉法,首先对纯铝试样鼓膜变形进行测量,并结合薄板小挠度理论计算了纯铝的弹性模量,结果与弹性模量的参考值基本相同,表明该测量变形的方法精确可行。在此基础上对二步阳极氧化法制备的氧化铝多孔膜试样的鼓膜变形进行了检测,变形检测结果为进一步研究氧化铝多孔膜的力学性能及其与微观结构的关系提供了依据和基础。

关键词：散斑干涉法时间序列多孔膜氧化铝变形电子散斑干涉技术弹性模量阳极氧化法理论计算微观结构力学性能检测结果双光束小挠度参考值测量试样纯铝基础