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先存构造对1985年8月23日新疆乌恰M_(w)6.9地震地表破裂几何形态和变形样式的制约

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地球科学 2024年第2期49卷 511-521页

作者：赫洪哲李涛陈杰钱黎新疆帕米尔陆内俯冲国家野外科学观测研究站北京100029 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

1985年8月23日发生在新疆维吾尔自治区乌恰县境内的M_(w)6.9地震,是有地震仪器记录以来,帕米尔-南天山会聚带内发生的最强地震事件之一,也是碰撞造山带前陆地区少数形成显著地表破裂的强震事件之一.在前人研究工作基础上,我们通过对震后... 详细信息

1985年8月23日发生在新疆维吾尔自治区乌恰县境内的M_(w)6.9地震,是有地震仪器记录以来,帕米尔-南天山会聚带内发生的最强地震事件之一,也是碰撞造山带前陆地区少数形成显著地表破裂的强震事件之一.在前人研究工作基础上,我们通过对震后Worldview卫星影像、无人机影像、野外调查获得的天然断层露头和人工探槽断层剖面的综合分析,对乌恰地震地表破裂的几何形态、变形样式、下伏断层结构进行了约束.研究表明,地表破裂东段呈弧形展布,其走向、运动性质和下伏断层倾角变化显著;相比较而言,西段虽因后期地表过程改造而非常不连续,其运动性质、走向和下伏断层倾角却更为稳定.由于地表破裂东、西两段分别位于明尧勒背斜南翼向形枢纽的南、北两侧,我们推测这种变形特征的显著差异,可能与向形枢纽两侧先存构造(先存的明尧勒背斜褶皱变形过程中形成的弯滑断层)的发育情况不同有关.

关键词：逆断层地震地表破裂先存构造帕米尔南天山

推进轴系弯-纵耦合非线性效应对推力测量精度影响研究

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船舶力学 2024年第7期28卷 1063-1072页

作者：邹冬林马相龙吴昊薛林杨宇泽塔娜饶柱石上海交通大学振动、冲击、噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室上海200240 上海船舶设备研究所上海200031 高新船舶与深海开发装备协同创新中心上海200240

高精度监测推进轴系推力对船舶快速性预报、船-机-桨优化匹配及轴系健康管理等具有重要意义。然而,对于超长推进轴系,由于其跨距大、细长比(轴系半径与长度之比)小、且承受推力大,此时轴系将产生严重弯-纵耦合非线性变形。这将对基于应... 详细信息

高精度监测推进轴系推力对船舶快速性预报、船-机-桨优化匹配及轴系健康管理等具有重要意义。然而,对于超长推进轴系,由于其跨距大、细长比(轴系半径与长度之比)小、且承受推力大,此时轴系将产生严重弯-纵耦合非线性变形。这将对基于应变或变形位移等形变信息来测量推力的方法产生重要影响。因此,本文研究推进轴系弯-纵耦合非线性效应对推力测量精度的影响。考虑Von Karman非线性位移-应变关系,利用Hamilton变分原理结合有限元方法建立推进轴系非线性力学模型,研究弯-纵耦合效应对轴系变形位移和应变的影响规律,以及由此引起的推力测量误差。研究结果表明:在低转速时,轴系弯-纵耦合效应较弱,对推力测量影响很小;高转速时,忽略轴系弯-纵耦合效应将引起较大测量误差(240 r/min时,误差可达13.95%);测点越靠近螺旋桨,弯-纵耦合效应越强,推力测量误差越大,因此将测点布置在轴系前端推力轴承附近可有效减少轴系弯-纵耦合效应引起的测量误差。研究结果对跨度大、细长比小的超长轴系推力测量有指导意义。

关键词：推进轴系推力测量非线性弯-纵耦合有限元法

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星载热红外长波光谱仪透镜柔性支撑结构研究

中国激光 2024年第17期 298-306页

作者：刘国庆马超张宗存刘书锋康怀镕张耀辉李云端中国科学院上海技术物理研究所红外物理国家重点实验室上海卫星工程研究所

为研究热红外光学系统中深低温下多形式、窄边框透镜的支撑问题，以星载热红外高光谱成像系统为载体，采用正交设计和有限元分析相结合的方法，设计了一套透镜柔性支撑结构，解决了从常温到约70 K的大温差环境下受支撑结构影响而出现透... 详细信息

为研究热红外光学系统中深低温下多形式、窄边框透镜的支撑问题，以星载热红外高光谱成像系统为载体，采用正交设计和有限元分析相结合的方法，设计了一套透镜柔性支撑结构，解决了从常温到约70 K的大温差环境下受支撑结构影响而出现透镜面型退化和光学基准不稳定的难题。试验表明，在多形式、窄边框透镜柔性支撑的设计分析中，柔性块的宽度决定了支撑结构与透镜间的应力大小。进行了力学振动试验验证及真空低温试验测试，结果表明，力学振动试验后带有柔性支撑环的光学系统仍可稳定可靠地工作在约70 K的环境中，且光学系统调制传递函数（MTF）优于0.4，满足指标优于0.15的要求，为多形式、窄边框透镜的支撑结构设计提供了依据。

关键词：热红外光谱仪低温光学大温差透镜柔性支撑

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多层复合材料筒状结构在温度载荷作用下的层间应力建模与试验验证

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复合材料学报 2024年第8期41卷 4398-4407页

作者：李想赵先航钟华谢宇茹佳胜刘鑫李旭东李悦芳中国工程物理研究院电子工程研究所绵阳621999

多层复合材料筒状结构的残余应力可造成内部分层、结构失稳等,有必要结合理论和实验等研究其内部应力形成机制。基于各向异性线弹性本构和平面应力假设,建立了温度载荷作用下多层复合材料筒状结构内部应力的预测模型,并通过有限元仿真... 详细信息

多层复合材料筒状结构的残余应力可造成内部分层、结构失稳等,有必要结合理论和实验等研究其内部应力形成机制。基于各向异性线弹性本构和平面应力假设,建立了温度载荷作用下多层复合材料筒状结构内部应力的预测模型,并通过有限元仿真和热膨胀变形测试对模型有效性进行了校核和验证。结果表明:筒状结构环向的热膨胀变形从内层到外层逐渐增大,其中内层附近环向热膨胀系数低于面内热膨胀系数、外层附近环向热膨胀系数则高于面内热膨胀系数。在此基础上,结合模型理论分析揭示了层间应力对多层复合材料筒状结构的热膨胀变形行为的影响机制。在筒状结构形式下,温度加载引起的层间应力由一个涉及热膨胀系数和弹性参数的热力耦合项决定;由于多层复合材料面内与面外热膨胀系数存在差异,该应力耦合项不为0,从而在温度加载下形成了层间应力并影响了环向膨胀变形行为。基于上述认识,提出了调控多层复合材料筒状结构层间应力的有效措施。本文对揭示多层复合材料筒状结构的层间开裂物理机制、优化其热力匹配设计等具有重要意义。

关键词：复合材料筒状结构层间应力解析模型各向异性热应力热膨胀变形

Co-Cr-Nb-W合金碳化物组织转变及力学性能研究

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稀有金属材料与工程 2024年第3期53卷 815-824页

作者：凌晨李尚平林筠侯杰李义平骆合力钢铁研究总院高温材料研究所北京100081 北京钢研高纳科技股份有限公司北京100081 中国航发贵阳发动机设计研究所贵州贵阳550081

热处理过程中的碳化物转变对高温合金的力学性能影响显著。采用XRD、SEM、EPMA、TEM等研究了Co-Cr-Nb-W耐磨合金热处理过程中碳化物的析出类型、分布特征、演变机制及其对高温拉伸性能的影响。Co-Cr-Nb-W耐磨合金主要在钎焊和时效热处... 详细信息

热处理过程中的碳化物转变对高温合金的力学性能影响显著。采用XRD、SEM、EPMA、TEM等研究了Co-Cr-Nb-W耐磨合金热处理过程中碳化物的析出类型、分布特征、演变机制及其对高温拉伸性能的影响。Co-Cr-Nb-W耐磨合金主要在钎焊和时效热处理后使用,该过程中主要发生如下2个碳化物转变过程:MC+matrix=M_(6)C和M_(23)C_(6)+matrix=M_(6)C。合金在高温拉伸应力下的断裂机制为韧脆混合机制,块状初生碳化物与基体之间的界面容易成为裂纹萌生源。热处理过程消除了容易引起晶界迁移的片层状共晶M_(23)C_(6),在骨架状MC周围析出了细小的M_(6)C,同时改善了枝晶间元素偏析,促进基体中形成高密度的交叠层错带,使得合金在1000℃下的抗拉强度提高约20 MPa。

关键词：钴基高温合金碳化物转变热处理高温拉伸性能高温耐磨材料

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40 K双波段长波探测器冷箱封装技术研究

红外与激光工程 2024年第3期53卷 41-51页

作者：王小坤陈俊林罗少博曾智江李雪中国科学院上海技术物理研究所传感技术联合国家重点实验室上海200083 中国科学院上海技术物理研究所上海200083

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段... 详细信息

冷光学技术是弱目标及多光谱红外探测的重要支撑技术。为了实现低温光学系统温度精确控制和防污染,一般多将低温光学与探测器集成在冷箱内。某高光谱相机需要1个320×64量子阱探测器和1个320×64 II类超晶格探测器共面拼接,集成双波段微型滤光片,形成长波双波段探测杜瓦组件,探测器工作所需的40 K低温环境由脉管制冷机提供。杜瓦采用无窗口设计,并通过柔性波纹管将杜瓦外壳与冷箱外壳集成,以实现气密性集成和光校调节。针对40 K温区双波段探测器封装的三维拼接、探测器及滤光片的低应力封装、制冷机与探测器的高效热传输等难点,对探测器的三维拼接、40 K温区高效热传输、探测器低应力集成的热层结构、低应力滤光片支撑、杜瓦与制冷机耦合等进行研究,创新性提出了三点Z向调节拼接方法、探测器Al2O3载体复合钼基板和钼冷平台的热层结构、双波段滤光片集成的钼支撑结构、带应力隔离的冷平台与制冷机过盈装配的耦合方法,最终实现了40 K温区下双波段探测器平面度优于±2.06μm(RMS)、探测器的低温应力小于22.06 MPa、双波段滤光片低温形变小于8.55μm、探测器与制冷机温度梯度为2.6 K。40 K长波双波段红外探测器冷箱杜瓦组件经过2000 h通电老练和300次开关机试验验证,试验前后组件性能未发生明显变化,满足工程化应用的要求。

关键词：杜瓦冷光学量子阱二类超晶格 40 K温区

断层接触非均匀性对米尺度断层黏滑失稳成核过程的控制

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地球物理学报 2024年第6期67卷 2336-2349页

作者：任雅琼谢凡卓燕群中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局震源物理重点实验室北京100081 中国地震局地质研究所地震动力学国家重点实验室北京100029

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是... 详细信息

非均匀性是野外断层的重要特征,我们利用预制的具备接触非均匀性的米尺度岩石断层开展黏滑实验,模拟野外地震失稳过程.通过观测预制岩石断层发生的多个黏滑事件的应变时空演化,并对比断层接触非均匀性测定结果发现:(1)断层的接触弱段是成核最先启动,即最早发生预滑的区域,随失稳临近,预滑区域扩展且滑动速率增加,与厘米尺度均匀断层相比,准静态过程的预滑扩展不明显,向准动态过程转变突然且迅速;(2)断层的接触强段在成核期间一直处于闭锁状态,应力升高,且随失稳临近增幅加强,强段的屈服是断层从缓慢破裂到快速破裂的转折点,接触强段的持续闭锁在以往的厘米尺度均匀断层黏滑实验中较为少见;(3)加载速率以及加载历史是影响米尺度断层成核持续时间的重要因素,随加载速率变慢,成核持续时间变长,随加载历史变长,断层趋于均匀化,成核持续时间变短.上述研究结果明确提供断层接触非均匀性控制成核过程的直接证据.这不仅有助于将实验结果向可操作的地震预测实践转化,也有助于促进(大陆浅源)地震前兆机理的探索及理解.

关键词：摩擦黏滑地震成核断层接触非均匀性预滑

双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子单粒子效应

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物理学报 2024年第2期73卷 234-241页

作者：李洋帆郭红霞张鸿白如雪张凤祁马武英钟向丽李济芳卢小杰湘潭大学材料科学与工程学院湘潭411105 西北核技术研究所西安710024 工业和信息化部第五研究所电子元器件可靠性物理及其应用技术国家重点实验室广州510610

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子... 详细信息

本文针对第四代双沟槽型碳化硅场效应晶体管升展了不同源漏偏置电压下208 MeV锗离子辐照实验,分析了器件产生单粒子效应的物理机制.实验结果表明,辐照过程中随着初始偏置电压的增大,器件漏极电流增长更明显;在偏置电压为400 V时,重离子注量达到9×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,在偏置电压为500 V时,重离子注量达到3×10^(4)ion/cm^(2),器件发生单粒子烧毁,单粒子烧毁阈值电压在器件额定工作电压的34%(400 V)以下.对辐照后器件进行栅特性测试,辐照过程中偏置电压为100 V的器件泄漏电流无明显变化;200 V和300 V时,器件的栅极泄漏电流和漏极泄漏电流都增大.结合TCAD仿真模拟进一步分析器件单粒子效应微观机制,结果表明在低偏压下,泄漏电流增大是因为电场集中在栅氧化层的拐角处,导致了氧化层的损伤;在高偏压下,辐照过程中N-外延层和N+衬底交界处发生的电场强度增大,引起显著的碰撞电离,由碰撞电离产生的局域大电流密度导致晶格温度超过碳化硅的熔点,最终引起单粒子烧毁.

关键词：双沟槽SiC金属-氧化物-半导体型场效应管重离子辐照单粒子烧毁

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水分子在ZrCo(110)表面聚集与解离的理论研究

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高等学校化学学报 2024年第8期45卷 108-118页

作者：汤茹但琪叶荣兴兰越景王劲川谌晓洪宋江锋周琳森西华大学理学院成都610039 中国工程物理研究院材料研究所绵阳621907

储氚材料锆钴合金(ZrCo)与气体中的水分子发生氧化反应,会导致材料表面的毒化失活,对聚变堆的安全运行产生极大影响.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了不同水分子团簇在ZrCo(110)表面的吸附-解离行为.研究发现,... 详细信息

储氚材料锆钴合金(ZrCo)与气体中的水分子发生氧化反应,会导致材料表面的毒化失活,对聚变堆的安全运行产生极大影响.本文利用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算方法,研究了不同水分子团簇在ZrCo(110)表面的吸附-解离行为.研究发现,6个水分子形成的水团簇在表面通过氢键作用形成环状的吸附构型,随着团簇尺寸的增大,由于表面空间效应,新增分子的吸附能逐渐减小,水团簇逐渐演变成复杂的双层水分子吸附构型;由于水团簇存在氢键作用,质子能够在不同水分子之间发生快速的转移.并且水分子容易在ZrCo(110)表面活性位点发生化学键断裂,其产物OH主要与表面Zr原子存在相互作用,而产物H吸附在Zr2Co空位.因此,氢键作用在水分子氧化腐蚀ZrCo(110)表面过程中扮演着非常重要的角色.

关键词：水团簇锆钴合金吸附-解离第一性原理计算

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