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周期环境胁迫下的空间石头剪刀布博弈动力学研究

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周期环境胁迫下的空间石头剪刀布博弈动力学研究

作者：马宏毅兰州大学

学位级别：硕士

地球的生态系统由许多相互竞争的物种组成,这些物种即使不得不面对有限的资源,它们也不懈地努力生存以保持生态系统中的多物种共存。多竞争物种共存的机制一直是生态学长期研究的课题,为此1925年Voltera提出掠食者-猎物模型;1975年,May... 详细信息

地球的生态系统由许多相互竞争的物种组成,这些物种即使不得不面对有限的资源,它们也不懈地努力生存以保持生态系统中的多物种共存。多竞争物种共存的机制一直是生态学长期研究的课题,为此1925年Voltera提出掠食者-猎物模型;1975年,May和Leonard在三物种完全竞争的保守种群动态模型的基础上提出了种间循环制约的May-Leonard模型。这种三物种竞争的形式逐渐被称为剪刀石头布模型(rock-paper-scissors,RPS),百年来已有很多在此模型中研究影响物种共存因素的工作。自然环境中存在的周期环境胁迫,如光照、CO浓度、降水、季节性气候甚至人类活动,对生物的生长和其他行为都有影响,进而也改变了物种的死亡率或/和出生率。周期环境胁迫能够通过调制个体的死亡率或/和出生率极大地影响多物种的竞争共存行为,但是对于其中影响共存的机制我们知之甚少,因此在本文中我们研究了周期环境胁迫因素对三种群竞争模型的影响。本文使用包含死亡的May-Leonard形式空间RPS模型研究了种间循环竞争的种群动力学,并且外部周期环境胁迫会影响其中一个物种的死亡率。通过大量的蒙特卡罗模拟,我们发现种间循环竞争的演化动力学对不同频率的外部环境的周期性变化有非单调响应。具体而言,我们计算具有不同频率的周期环境胁迫的种群密度波动的信噪比发现,如果环境变化的频率接近种群密度波动的固有频率则会出现最佳信噪比响应,这表明周期环境胁迫的波动和种群密度的固有波动引起了随机共振现象。当这种共振发生时,在三物种共存期间其种群密度波动的幅度被显著增强,并且也可以观察到此时发生物种灭绝的概率明显上升,进而导致物种多样性被破坏。为了通过解析分析的方法研究这种随机共振现象,我们希望可以提出一个解析近似方法以描述演化过程中种群密度的波动行为。通过对演化过程中物种个体在空间中的分布进行分析以及比较各生物行为在模拟与解析中所占的比例,我们利用非马尔可夫过程描述了在种群团簇边界上发生的捕食行为以及利用马尔可夫过程描述了全空间中发生的繁殖与自然死亡行为,用这些过程分区域共同描述模拟中种群密度波动的行为,进而建立全新的平均场近似方程。结果表明周期环境胁迫的强度及其频率的影响可能在决定多个物种是否稳定共存方面发挥关键作用,周期性环境胁迫增强种群密度波动幅度的现象也与土壤微生物中关于微生物丰度涨落与环境因素波动相关联的现象吻合。通过这种振幅增强现象,我们可以认为在May-Leonard模型中,种群密度的周期波动是该模型的固有属性。因此,我们引入了非马尔可夫过程,建立了隐含空间结构的平均场近似方程,该方程为通过解析求解方法解释模拟结果中的各种现象提供了一个线索。

关键词：剪刀石头布博弈周期环境胁迫物种共存随机共振

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玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能研究

材料工程 2006年第7期34卷 61-64页

作者：马宏毅李小刚李宏运北京航空材料研究院北京100095

对单向和正交玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能进行实验和分析,利用和修正了金属体积分数理论,对两种层板的拉伸性能进行验证。通过对两种层板裂纹扩展速率及裂纹扩展形貌的研究,得到两种层板的裂纹扩展速率方程,并对玻璃纤维-铝合... 详细信息

对单向和正交玻璃纤维-铝合金层板的拉伸和疲劳性能进行实验和分析,利用和修正了金属体积分数理论,对两种层板的拉伸性能进行验证。通过对两种层板裂纹扩展速率及裂纹扩展形貌的研究,得到两种层板的裂纹扩展速率方程,并对玻璃纤维-铝合金层板的裂纹扩展机理进行分析。

关键词：玻璃纤维-铝合金层板拉伸性能疲劳性能

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玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸性能研究

材料工程 2015年第9期43卷 60-65页

作者：王亚杰王波张龙马宏毅西北工业大学力学与土木建筑学院西安710129 北京航空材料研究院北京100095

通过对两组具有不同铺层次序的玻璃纤维-铝合金正交层板进行拉伸实验,对比研究了铺层次序对材料拉伸力学行为的影响。载荷跌落前两组试件的拉伸力学性能和应力-应变曲线基本一致,说明玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸力学性能与纤维的铺... 详细信息

通过对两组具有不同铺层次序的玻璃纤维-铝合金正交层板进行拉伸实验,对比研究了铺层次序对材料拉伸力学行为的影响。载荷跌落前两组试件的拉伸力学性能和应力-应变曲线基本一致,说明玻璃纤维-铝合金正交层板的拉伸力学性能与纤维的铺层次序无关。提出了修正后的金属体积分数理论,准确预测了材料的弹性模量、屈服应力及拉伸强度。依据声发射数据和试件损伤失效形貌照片,分析了两组试件的拉伸损伤失效进程。结果表明,铺层次序的不同使得两组材料的损伤进程和破坏模式具有很大差异。最后,利用有限元方法对试件的拉伸力学行为进行了模拟分析,模拟结果与实验值吻合较好。

关键词：玻璃纤维-铝合金正交层板拉伸实验损伤演化失效机理有限元模拟

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玻璃纤维—铝合金层板的制备和性能研究

玻璃纤维—铝合金层板的制备和性能研究

作者：马宏毅北京航空材料研究院

学位级别：硕士

本研究对玻璃纤维-铝合金层板(GLARE)的制备关键工艺参数进行了优化,包括铝合金薄板的底胶含量、预浸料的纤维体积含量、烘干条件和层板压制工艺。对GLARE层板的静态力学行为、耐环境性、疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹断口形貌进行了试验... 详细信息

本研究对玻璃纤维-铝合金层板(GLARE)的制备关键工艺参数进行了优化,包括铝合金薄板的底胶含量、预浸料的纤维体积含量、烘干条件和层板压制工艺。对GLARE层板的静态力学行为、耐环境性、疲劳裂纹扩展速率和疲劳裂纹断口形貌进行了试验和分析,为GLARE层板的制备和应用提供了试验依据。研究发现,在保证GLARE层板层间界面结合较好的前提下,底胶用量越少,预浸料纤维含量越高,GLARE层板的拉伸性能越好。根据不同类型GLARE层板的纤维铺层方向,利用MVF方程对层板的拉伸性能进行了计算,计算结果和试验结果吻合较好。GLARE层板的压缩和弯曲性能受铝合金板和玻璃纤维的性能共同影响。GLARE特殊的层间结构,使得其具有优异的耐环境性。由于纤维的“桥接”作用,GLARE层板具有优异的耐疲劳性,随着疲劳裂纹长度的增长,GLARE层板的疲劳裂纹扩展速率增长缓慢,同时伴随着分层的发生和扩展。分层破坏区域呈双椭圆形,裂纹扩展和分层扩展是GLARE层板疲劳过程中的两种损伤模式,二者均与纤维的“桥接”应力相关,并相互牵制促使GLARE层板的裂纹相对稳定扩展。

关键词： GLARE层板制备静态力学性能疲劳裂纹扩展

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玻璃纤维／铝合金层板基本成形性试验研究

中国机械工程 2008年第2期19卷 248-251页

作者：廖建曹增强代瑛马宏毅西北工业大学西安710072 北京航天材料研究院北京100095

研究了GLARE(glass fiber reinforced aluminium laminates)层板的基本成形性,通过拉伸试验测得了4种层板的性能参数,将这些性能参数进行对比分析,拟合出GLARE纤维不同方向的机械性能函数,据此函数获得了纤维不同方向的GLARE层板性能;... 详细信息

研究了GLARE(glass fiber reinforced aluminium laminates)层板的基本成形性,通过拉伸试验测得了4种层板的性能参数,将这些性能参数进行对比分析,拟合出GLARE纤维不同方向的机械性能函数,据此函数获得了纤维不同方向的GLARE层板性能;通过弯曲试验得到4种层板的最小弯曲半径和回弹角,并研究了温度对最小弯曲半径和回弹角的影响;分析了GLARE的疲劳性能。

关键词：玻璃纤维/铝合金层板基本成形性拉伸弯曲疲劳性能

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企业与银行业务交往指南

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T700/6421复合材料层板低速冲击后损伤特性

1988年

作者：岳树祯马宏毅编写

来源：汇雅图书（南通市图书馆... 评论

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材料工程 2009年第S2期37卷 60-63,66页

作者：崔海超马宏毅闫丽安学锋益小苏北京航空材料研究院先进复合材料国防科技重点实验室北京100095

对未增韧及增韧后的T700/6421复合材料层板进行了低速冲击实验,讨论了表面凹坑深度(D)、表面凹坑直径(R)、冲击后压缩强度(CAI)及冲击能量(E)的关系,并通过记录冲击过程中的接触力与时间的变化分析了冲击时的损伤过程。实验结果表明,增... 详细信息

对未增韧及增韧后的T700/6421复合材料层板进行了低速冲击实验,讨论了表面凹坑深度(D)、表面凹坑直径(R)、冲击后压缩强度(CAI)及冲击能量(E)的关系,并通过记录冲击过程中的接触力与时间的变化分析了冲击时的损伤过程。实验结果表明,增韧后的复合材料其更容易出现深凹坑及更大的表面凹坑直径,更容易实现目视明显可见损伤(VID)的效果,并通过分析冲击历程响应发现:低速冲击过程中复合材料层板起始产生分层损伤时的时间与冲击能量并没有必然的联系。

关键词：复合材料损伤阻抗 VID

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KH550修饰碳纳米管增韧环氧树脂的研究

航空材料学报 2009年第4期29卷 63-66页

作者：熊磊马宏毅王汝敏梁红波管静西北工业大学理学院应用化学系西安710072 北京航空材料研究院北京100095 南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063

利用偶联剂KH550对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行化学修饰,并制备了MWCNTs/环氧树脂纳米复合材料。研究了不同含量的MWCNTs对纳米复合材料力学性能的影响。研究结果表明,MWCNTs表面成功接枝上了一定量的KH550,将其加入环氧树脂基体可大幅提... 详细信息

利用偶联剂KH550对多壁碳纳米管(MWCNTs)进行化学修饰,并制备了MWCNTs/环氧树脂纳米复合材料。研究了不同含量的MWCNTs对纳米复合材料力学性能的影响。研究结果表明,MWCNTs表面成功接枝上了一定量的KH550,将其加入环氧树脂基体可大幅提高复合材料的力学性能。当添加量达到0.5%时,复合材料的力学性能最好,冲击韧度和弯曲强度较纯环氧树脂分别提高了85.3%和21.6%。扫描电镜结果显示,复合材料由脆性断裂转变为韧性断裂。

关键词：碳纳米管 KH550 环氧树脂复合材料力学性能

超支化聚(胺-酯)接枝改性纳米TiO_2的研究

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材料工程 2010年第3期38卷 34-37页

作者：熊磊马宏毅王汝敏梁红波管静西北工业大学理学院应用化学系西安710072 北京航空材料研究院北京100095 南昌航空大学材料科学与工程学院南昌330063

提出了一种对纳米TiO2表面进行化学改性的新方法,即利用硅烷偶联剂KH550进行表面预处理,得到接枝有KH550的纳米TiO2,在此基础上以改性纳米TiO2为中心核,通过与AB2型单体进行缩聚反应,在纳米TiO2的表面原位接枝超支化聚(胺-酯)(HBP)。红... 详细信息

提出了一种对纳米TiO2表面进行化学改性的新方法,即利用硅烷偶联剂KH550进行表面预处理,得到接枝有KH550的纳米TiO2,在此基础上以改性纳米TiO2为中心核,通过与AB2型单体进行缩聚反应,在纳米TiO2的表面原位接枝超支化聚(胺-酯)(HBP)。红外光谱、热失重和透射电镜的测试结果表明纳米TiO2表面接枝上了超支化聚合物,接枝率约为15%。研究结果表明,纳米TiO2经超支化聚(胺-酯)接枝改性后,在乙醇和氯仿中的分散性和稳定性得到提高。

关键词：纳米TiO2 超支化聚(胺-酯) 改性接枝