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形状记忆聚合物的本构模型及尺寸效应研究

形状记忆聚合物的本构模型及尺寸效应研究

作者：郑雪瑶中国石油大学(华东)

学位级别：硕士

形状记忆聚合物(SMP)与其他形状记忆材料相比,具有低密度,低造价,强回复性能和优异的加工性能等优势,在纺织、生物医学、航空航天、微电子等领域具有广泛的应用前景。然而目前对于大应变形状记忆聚合物的本构模型特别是高性能形状记忆... 详细信息

形状记忆聚合物(SMP)与其他形状记忆材料相比,具有低密度,低造价,强回复性能和优异的加工性能等优势,在纺织、生物医学、航空航天、微电子等领域具有广泛的应用前景。然而目前对于大应变形状记忆聚合物的本构模型特别是高性能形状记忆聚合物本构模型的研究比较欠缺,研究形状记忆聚合物微结构的力学特性将有效拓展形状记忆聚合物在微机电和柔性电子等领域的应用。为进一步拓展形状记忆聚合物的应用领域,本文以SMP热力学行为及其尺寸效应为研究对象,主要内容如下:1、借鉴半结晶聚合物的微观结构,提出了新的SMP微观结构示意图,解释了SMP的形状记忆机理;根据固体力学理论和黏弹性力学理论建立了SMP黏弹塑性本构方程,通过引入冻结比建立了材料参数函数。据此数值模拟了SMP在不同载荷下的热力学行为,研究了SMP的应力、应变和温度之间的速率依赖性,为SMP的设计提供了理论参考。2、提出了相变温度可调控的SMP黏弹性本构模型;该模型将环氧SMP离散为若干玻璃相单元和橡胶相单元,依据其力学特性及粘弹性理论分别建立玻璃相单元和橡胶相单元的粘弹性本构方程,并提出了能够反映形状记忆过程中SMP形变及相变转换机制的微观结构图;分析了环氧SMP的形状记忆响应、不同温度下的应力松弛行为及光固化过程中的材料参数变化,该项工作将会拓展SMP在柔性电子领域的应用。3、建立了SMP Bernoulli-Euler微梁模型以预测SMP微梁的热机械行为及其尺寸效应。基于修正耦合应力理论(MCST),分析了线弹性微梁的尺寸效应,又提出了能反映SMP尺寸效应的本构方程,并据此和Bernoulli-Euler梁理论,得到了SMP微梁的变形能表达式;利用最小势能原理和分离变量相结合的方法,建立了SMP Bernoulli-Euler微梁模型;据此,数值研究了SMP Bernoulli-Euler微梁的尺寸依赖行为、形状记忆行为以及泊松比对二者的影响;为SMP细长微梁的应用提供了参考。4、以承受任意载荷的SMP Timoshenko微梁为研究对象,基于修正偶应力理论和最小势能原理,研究了Timoshenko微梁的挠度、转角及应力的尺寸效应,分析了泊松比对Timoshenko微梁力学行为及尺寸效应的影响;又根据修正偶应力理论,建立了SMP的微尺度本构方程;又结合Timoshenko梁理论以及哈密顿原理,建立了由平衡方程和边界条件组成的SMP Timoshenko微梁模型;据此研究了尺寸效应对SMP Timoshenko微梁的黏弹性、刚度、强度和形状记忆行为的影响,该项工作将会拓展微梁在微电子及仿生领域的应用。

关键词：形状记忆聚合物相变可调本构模型尺寸效应热力学行为

基于修正偶应力理论的Timoshenko微梁模型和尺寸效应研究

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应用数学和力学 2019年第12期40卷 1321-1334页

作者：周博郑雪瑶康泽天薛世峰中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院

基于修正偶应力理论,将Timoshenko微梁的应力、偶应力、应变、曲率等基本变量,描述为位移分量偏导数的表达式.根据最小势能原理,推导了决定Timoshenko微梁位移场的位移场控微分方程.利用级数法求解了任意载荷作用下Timoshenko简支微梁... 详细信息

基于修正偶应力理论,将Timoshenko微梁的应力、偶应力、应变、曲率等基本变量,描述为位移分量偏导数的表达式.根据最小势能原理,推导了决定Timoshenko微梁位移场的位移场控微分方程.利用级数法求解了任意载荷作用下Timoshenko简支微梁的位移场控微分方程,得到了反映尺寸效应的挠度、转角及应力的偶应力理论解.通过对承受余弦分布载荷Timoshenko简支微梁的数值计算,研究了Timoshenko微梁的挠度、转角和应力的尺寸效应,分析了Poisson比对Timoshenko微梁力学行为及其尺寸效应的影响.结果表明:当截面高度与材料特征长度的比值小于5时,Timoshenko微梁的刚度和强度均随着截面高度的减小而显著提高,表现出明显的尺寸效应;当截面高度与材料特征长度的比值大于10时,Timoshenko微梁的刚度与强度均趋于稳定,尺寸效应可以忽略;材料Poisson比是影响Timoshenko微梁力学行为及尺寸效应的重要因素,Poisson比越大Timoshenko微梁刚度和强度的尺寸效应越显著.该文建立的Timoshenko微梁模型,能有效描述Timoshenko微梁的力学行为及尺寸效应,可为微电子机械系统(MEMS)中的微结构设计与分析提供理论基础和技术参考.

关键词： Timoshenko微梁尺寸效应位移场控方程级数法微电子机械系统

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暗物质和修正引力理论的研究进展

大学物理 2022年第10期41卷 80-85页

作者：郑雪瑶康现伟张丰收北京师范大学物理学系北京100875 北京师范大学核科学与技术学院北京100875

本文介绍并比较了暗物质模型和修正牛顿引力理论.一方面,介绍了暗物质模型的提出背景和支撑暗物质模型的证据,接着讨论了暗物质备选粒子和现有暗物质探测的方法.另一方面,阐述了修正牛顿引力理论的发展历程,进而总结了该理论现有进展以... 详细信息

本文介绍并比较了暗物质模型和修正牛顿引力理论.一方面,介绍了暗物质模型的提出背景和支撑暗物质模型的证据,接着讨论了暗物质备选粒子和现有暗物质探测的方法.另一方面,阐述了修正牛顿引力理论的发展历程,进而总结了该理论现有进展以及未来研究方向.本文最后综合讨论了这两种理论各自的优势和局限,评述了各种研究的意义以及未来的发展方向.

关键词：暗物质修正牛顿引力理论宇宙微波背景辐射大尺度宇宙结构

考虑泊松效应的黏弹性轴向功能梯度Timoshenko微梁的尺寸依赖行为

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Journal of Southeast University(English Edition) 2020年第2期36卷 170-180页

作者：周博郑雪瑶康泽天薛世锋中国石油大学(华东)储运与建筑工程学院青岛266580

建立了黏弹性功能梯度(FG)Timoshenko微梁的尺寸依赖连续模型,其材料参数沿轴向随幂律变化.为研究微梁的尺寸效应,利用修正偶应力理论和Kelvin-Voigt黏弹性模型将材料的黏性项纳入应力和偶应力张量的偏离分量中;结合Timoshenko梁理论导... 详细信息

建立了黏弹性功能梯度(FG)Timoshenko微梁的尺寸依赖连续模型,其材料参数沿轴向随幂律变化.为研究微梁的尺寸效应,利用修正偶应力理论和Kelvin-Voigt黏弹性模型将材料的黏性项纳入应力和偶应力张量的偏离分量中;结合Timoshenko梁理论导出了应变、曲率、应力和偶应力的分量;基于哈密顿原理,给出了任意截面形状的微梁在任意荷载作用下的控制微分方程和边界条件.然后,以点荷载作用下的简支微梁为例,研究了尺寸效应、功能梯度效应、泊松效应以及截面形状对黏弹性微梁力学行为的影响.结果表明:当微梁尺寸足够小时,其转角、正应力和偶应力的尺寸效应明显;当微梁尺寸足够大时,微梁的功能梯度效应较为明显;此外,泊松比对尺寸效应影响较大,梁截面形状也是影响微梁力学性能的重要因素.

关键词：黏弹性功能梯度微梁尺寸依赖行为尺寸效应功能梯度效应泊松效应

基于NANO-LC-MS/MS和生物信息学的抗特发性肺纤维化靶点的筛选与验证

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中国药学杂志 2022年第20期57卷 1733-1741页

作者：宋蔚吴柳莹张文婷胡晓艺杜晓月王梦雅郑雪瑶左佩文彭志红湖北大学生命科学学院武汉430062 湖北大学药物高通量筛选技术国家地方联合工程研究中心武汉430062

目的利用生物信息技术检索特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)基因芯片数据,并结合体外实验,筛选与验证IPF相关的蛋白,为该疾病的药物开发提供潜在的作用靶点。方法采用基因表据库(Gene Expression Omnibus,GEO)检索“... 详细信息

目的利用生物信息技术检索特发性肺纤维化(idiopathic pulmonary fibrosis,IPF)基因芯片数据,并结合体外实验,筛选与验证IPF相关的蛋白,为该疾病的药物开发提供潜在的作用靶点。方法采用基因表据库(Gene Expression Omnibus,GEO)检索“IPF”词条,下载GSE150910芯片数据,利用Bioconductor软件包DESeq2分析正常组和IPF组差异表达基因,对所获得差异基因进行基因本体论(gene ontology,GO)功能分析、日本京都基因与基因组百科全书(kyoto gene and genome encyclopedia,KEGG)通路分析、蛋白互作网络分析并作可视化处理。通过液质联用对差异基因对应的蛋白质进行定量;体外研究关键蛋白对α平滑肌肌动蛋白(α-SMA)分泌或形成的影响。结果共筛选到69个与细胞外基质形成相关的差异表达基因,包括53个上调基因和16个下调基因;功能分析显示,差异基因主要涉及到细胞外基质的降解(degradation of the extracellular matrix)、胶原蛋白降解(collagen degradation)和胶原链三聚化(collagen chain trimerization)通路;蛋白互作网络分析和蛋白定量研究显示,与IPF相关的基因主要为金属蛋白酶(MMP-3,9,ADAMTS14)和P4HA3等;金属蛋白酶抑制剂和P4HA3抑制剂能抑制肺纤维α-SMA分泌。结论通过筛选差异表达基因,明确相关基因和蛋白在IPF发生或发展过程中作用,为IPF新药研发提供新思路和方案。

关键词：特发性肺纤维化生物信息技术细胞外基质纳升级液质联用

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我国现行失业保险制度的问题与对策研究

理论界 2008年第7期 247-248页

作者：陈新郑雪瑶北京师范大学管理学院北京100875 北京师范大学教育学院北京100875

失业保险是国家通过立法强制实行的由社会集中建立基金对因失业而暂时中断生活来源的劳动者提供物质帮助的制度,它是社会保障体系中的重要组成部分,是社会保险的主要项目之一。随着我国经济体制改革步伐的加快,在新形势下,其作用显得愈... 详细信息

失业保险是国家通过立法强制实行的由社会集中建立基金对因失业而暂时中断生活来源的劳动者提供物质帮助的制度,它是社会保障体系中的重要组成部分,是社会保险的主要项目之一。随着我国经济体制改革步伐的加快,在新形势下,其作用显得愈发重要,然而由于存在制度和管理上的不完善,导致我国失业保险未能充分发挥其应有的作用。因此,加快建立运营有效的失业保险制度势在必行。

关键词：失业保险问题对策

教育信息化环境下提高大学新生学习策略的调查与研究

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教育理论与实践 2008年第24期 40-43页

作者：许洋张迪帆杨洪敏郑雪瑶北京师范大学教育技术学院北京师范大学心理学院北京师范大学教育学院

采用量化研究和质性研究相结合的方法,借助于量表调查了北京153名大一新生,数据分析结果表明,学业成绩优秀学生在学习态度、焦虑程度、专心程度和考试策略上的得分都显著高于学业成绩一般的学生,学生在学习策略提高过程中得到的支持较... 详细信息

采用量化研究和质性研究相结合的方法,借助于量表调查了北京153名大一新生,数据分析结果表明,学业成绩优秀学生在学习态度、焦虑程度、专心程度和考试策略上的得分都显著高于学业成绩一般的学生,学生在学习策略提高过程中得到的支持较少。因此,我们应提高大学新生学习策略水平与信息技术条件的切合程度,更好地发挥信息技术对提高大学新生学习策略的支持作用。

关键词：大学新生学习策略教育信息化信息技术

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白菜花

天天爱学习（二年级） 2016年第24期 31-31页

作者：郑雪瑶山东省临沂市河东区汤头街道中心小学二年级四班

我养了一株白菜花，我特别喜欢它。开始，我把一个白菜头养在盆里，等着它慢慢长大。白菜的叶子绿油油的，过了几天，白菜慢慢地长出茎，又过了几天，白菜长出了花骨朵儿。我无比期待地等啊等，终于发现白菜开出了一朵一朵的小黄花，好... 详细信息

我养了一株白菜花，我特别喜欢它。开始，我把一个白菜头养在盆里，等着它慢慢长大。白菜的叶子绿油油的，过了几天，白菜慢慢地长出茎，又过了几天，白菜长出了花骨朵儿。我无比期待地等啊等，终于发现白菜开出了一朵一朵的小黄花，好看极了!爸爸把白菜花放到了餐桌的中央。

关键词：菜花白菜黄花

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利用手机传感器测定刚体的惯性张量

大学物理 2021年第11期40卷 48-52页

作者：楼晨煊周婧琳郑雪瑶刘珂溦罗丹楠白在桥北京师范大学物理学系北京100875

利用手机陀螺仪传感器和phyphox软件,记录手机在空中自由旋转时的角速度曲线,根据质心系中的总角动量和机械能守恒,可以确定手机惯性张量的相对值.在惯性张量的非对角元素为零的假设下,得到了对角元素相对值的解析表达式.如果考虑非对... 详细信息

利用手机陀螺仪传感器和phyphox软件,记录手机在空中自由旋转时的角速度曲线,根据质心系中的总角动量和机械能守恒,可以确定手机惯性张量的相对值.在惯性张量的非对角元素为零的假设下,得到了对角元素相对值的解析表达式.如果考虑非对角元素,则可以用梯度下降算法求解,将结果代入欧拉动力学方程,验证了其正确性.

关键词：惯性张量 phyphox 陀螺仪欧拉方程