批準(zhǔn)號 |
59771008 |
項目名稱 |
鈦鋁合金系晶體缺陷的分析型嵌入原子方法模型研究 |
項目類別 |
面上項目 |
申請代碼 |
E0104 |
項目負責(zé)人 |
張邦維 |
負責(zé)人職稱 |
教授 |
依托單位 |
湖南大學(xué) |
研究期限 |
1998-01-01 至 2000-12-31 |
支持經(jīng)費 |
10(萬元) |
在我們自己提出的改進分析型EAM(MAEAM)模型的基礎(chǔ)上,進一步完善了hop和 boc金屬的WAEAM理論,不再運用截尾函數(shù)。結(jié)合MD方法系統(tǒng)計算了boc和hop金屬的晶體缺陷性質(zhì)及其聲子譜。構(gòu)筑了TiAl 、FeAl、 CoAl和 NiAl金屬間化合物的MAEAM勢,運用這些勢和MD方法系統(tǒng)地計算了它們的缺陷性質(zhì)(空位、反位置、雙空位及擴散性質(zhì)),利用MAEAM模型及蒙特卡洛方法改編了合金表面聚集的計算程序,成功地計算了Au-Cu等合金系的表面聚集。所有這些計算不但與實驗相吻合,而且糾正了文獻中用Baskes原EAM模型計算的某些不合理結(jié)果。本項目的完成標(biāo)志著MAEAM理論趨于成熟,具有重要科學(xué)意義,為原子尺次計算材料科學(xué)建立及應(yīng)用奠定了更堅實的基礎(chǔ)。華夏英才基金支持項目負責(zé)人出版專著。
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CAD可以,但你要想畫三維圖,建議去學(xué)UG
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評分: 4.7
該研究完成的任務(wù)主要有:(1)通過現(xiàn)場勘察,獲得三個滑坡的地質(zhì)資料,分析了災(zāi)害分布特征,并提出治理方案;(2)提出了更方便、快捷的GSI量化表,并給出GSI與結(jié)構(gòu)體主要力學(xué)參數(shù)之間的理論關(guān)系;(3)為滿足不同的巖石力學(xué)實驗需求,研制了相關(guān)的實驗設(shè)備,并進行了相關(guān)實驗研究,對巖石破壞機制及本構(gòu)關(guān)系有了新的認識;(4)通過土石混合體的力學(xué)、滲流及損傷特性的試驗研究,得到了土石混合體相關(guān)的力學(xué)屬性、滲流特征以及破壞特征;(5)通過對武隆雞尾山地下采礦區(qū)與坡體移動變形規(guī)律的分析研究,確定了地下開采對滑坡的影響;(6)進一步完善了巖土和地層地質(zhì)界面識別技術(shù)和方法;(7)通過對斷裂巖石在蠕變環(huán)境下的聲發(fā)射特征和細觀接觸損傷實驗研究,揭示斷裂巖體長期力學(xué)行為和失穩(wěn)破壞前兆信息;(8)解決了多尺度地質(zhì)體建模中的三個關(guān)鍵問題,并應(yīng)用于華亭煤田;(9)將偏最小二乘法應(yīng)用于地應(yīng)力場的反演中,所得地應(yīng)力場結(jié)果精確,與多尺度方法相結(jié)合,應(yīng)用于局部地應(yīng)力場的預(yù)測,顯示出明顯優(yōu)勢;借助ABAQUS軟件的二次開發(fā)接口,使用復(fù)雜邊界條件,進行地應(yīng)力場的計算,更符合實際情況,計算結(jié)果也更精確;(10)以撫順東露天礦為背景,從損傷的概念出發(fā),通過試驗,研究了巖石在損傷過程中電性與力學(xué)性能之間的關(guān)系,建立了以彈性模量檢測方法和電阻率檢測方法為基礎(chǔ)的損傷變量計算方法,構(gòu)建了巖石力學(xué)性能和電性之間的關(guān)系。將電阻率的變化與巖石力學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來,進而通過現(xiàn)場的電阻率探測,描述和評價開采擾動地層的損傷狀態(tài);以窯街海石灣礦為背景,進行坡下開采巖體移動破壞相似模擬實驗和利用GDEM軟件進行開采擾動邊坡穩(wěn)定性數(shù)值分析,揭示隨地下開挖邊坡破壞和移動規(guī)律;(11)完善了邊坡工程地質(zhì)信息管理與?
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基于鋁合金材料單軸拉伸蠕變實驗觀測數(shù)據(jù),提出了鋁合金材料蠕變模型參數(shù)優(yōu)化反演方法。針對3種典型的鋁合金材料,分別反演確定了Norton-Bailey和Prandtl-Garofalo蠕變模型中的參數(shù)。計算結(jié)果表明,蠕變應(yīng)變與時間的(0.2~0.4)次冪成正比,與等效應(yīng)力的(6.0~7.6)次冪成正比。對于7050和7B04鋁合金材料,Prandtl-Garofalo蠕變模型給出了較高的預(yù)測精度。對于7075鋁合金材料,Norton-Bailey蠕變模型給出了較高的預(yù)測精度。鋁合金材料蠕變模型預(yù)測的應(yīng)變與實驗值基本一致,驗證了所提出模型參數(shù)反演方法的有效性。
原子核模型(nuclearmodels)在實驗事實的基礎(chǔ)上建立的描述核結(jié)構(gòu)的模型。由于至今對于核力還不能作嚴格而全面的描述,為了說明核結(jié)構(gòu)特性,只能在實驗事實的基礎(chǔ)上建立有關(guān)核結(jié)構(gòu)的唯象的模型,再將由此得出的結(jié)果與更多的實驗事實作比較,使之完善充實。這種模型的研究方法往往成為新的理論和實驗研究的起點。
近一個世紀以來,我們之所以沒有建立起一個相對完善的原子模型,是因為缺乏一個有效的原子核模型。
首先讓我們先回顧一下氫原子的場結(jié)構(gòu)與核外電子的運動軌道,參見圖2-7。我們以硼11為例展開討論(忽略中性場的作用)。
圖7-3中c的中心縱向剖視圖如圖7-4所示。從圖7-4中可以看出,硼11原子核的極性場分列四個象限中,且相鄰象限的極性場相互垂直。每個象限的極性場由核表面兩個質(zhì)子側(cè)面上的(混合)極性場組成,且它們具有相同方向。這四個方向上的極性場,在原子核物理中稱作原子核的四極矩。
當(dāng)核外電子進入原子核的極性場中時,電子受到極性耦合引力的作用而改變運動方向。不考慮原子核中性場的引力作用,繞核運動的電子軌道呈正八邊形,每個極性場對電子產(chǎn)生平均45度的偏轉(zhuǎn)作用。
所有原子核都具有四極矩的性質(zhì),所不同的是每個極的極性場個數(shù),最少的為1,如氫核、氦核;原子核越大每個極的極性場個數(shù)越多。但每個極都對核外電子產(chǎn)生90度的偏轉(zhuǎn)作用,每個極的極性場個數(shù)越多,電子軌道越接近于圓形。
以碳12原子為例,如圖7-5所示。核外電子軌道沿原子核中軸線呈左右對稱分布,這就是電子殼層模型中電子的數(shù)量均為2的倍數(shù)的原因;從外到內(nèi)依次為1s、2s、2p軌道,且軌道半徑依次增大。
當(dāng)分別從兩端觀察1s軌道兩個電子的運動方向時,我們會看到兩個電子的運動方向正好相反,即一個順時針運動,另一個逆時針運動。如果從同一端觀察,在軌道上所有核外電子沿相同的方向運動。由于電子的自轉(zhuǎn)方向與軌道運動方向是一致的,因此實際觀測1s軌道上的兩個電子的自轉(zhuǎn)方向相反。這就是W.泡利不相容原理的本質(zhì)。
1916年,愛因斯坦從玻爾的原子理論出發(fā)用統(tǒng)計的方法分析了物質(zhì)的吸收和發(fā)射輻射的過程,導(dǎo)出了普朗克輻射定律。愛因斯坦的這一工作綜合了量子論第一階段的成就,把普朗克、愛因斯坦、玻爾三人的工作結(jié)合成一個整體。
玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,提出了定態(tài)和躍遷的概念,成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律。但對于稍微復(fù)雜一點的原子如氦原子,玻爾理論就無法解釋它的光譜現(xiàn)象。這說明玻爾理論還沒有完全揭示微觀粒子運動的規(guī)律。它的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念,仍然把電子的運動看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運動。
實際上,原子中電子的坐標(biāo)沒有確定的值。因此,我們只能說某時刻電子在某點附近單位體積內(nèi)出現(xiàn)的概率是多少,而不能把電子的運動看做一個具有確定坐標(biāo)的質(zhì)點的軌道運動。(測不準(zhǔn)原理)
當(dāng)原子處于不同狀態(tài)時,電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的。如果用疏密不同的點表示電子在各個位置出現(xiàn)的概率,畫出圖來,就像云霧一樣,可以形象地把它稱作電子云(electron cloud)