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實(shí)驗(yàn)原理 1、在電磁場(chǎng)的作用下，材料中的自由電子會(huì)在金屬表面發(fā)生集體振蕩，產(chǎn)生表面等離激元（Surface Plasmon）； 2、共振狀態(tài)下電磁場(chǎng)的能量被有效轉(zhuǎn)換為金屬表面自由電子的集體振動(dòng)能。

本項(xiàng)成果運(yùn)用Pro/Engineer或者SolidWorks軟件建立設(shè)備精確的三維模型，繼而采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法對(duì)于設(shè)備內(nèi)部的溫度場(chǎng)或者流場(chǎng)的情況進(jìn)行模擬與仿真，能夠得到設(shè)備內(nèi)部包括溫度場(chǎng)或流場(chǎng)在內(nèi)的熱力性能等重要參數(shù)，從而為熱能設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。我們運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)成功地解決了以下技術(shù)問題：1）         平面或者圓管型金屬反射式保溫層（壓力容器或者核電站管道用）建模及其傳熱

1.   技術(shù)內(nèi)容及其先進(jìn)性 本項(xiàng)成果運(yùn)用Pro/Engineer或者SolidWorks軟件建立設(shè)備精確的三維模型，繼而采用計(jì)算流體力學(xué)（CFD）方法對(duì)于設(shè)備內(nèi)部的溫度場(chǎng)或者流場(chǎng)的情況進(jìn)行模擬與仿真，能夠得到設(shè)備內(nèi)部包括溫度場(chǎng)或流場(chǎng)在內(nèi)的熱力性能等重要參數(shù)，從而為熱能設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。我們運(yùn)用該項(xiàng)技術(shù)成功地解決了以下技術(shù)問題：1）      

強(qiáng)度和韌性的“倒置關(guān)系”是材料研究領(lǐng)域長期存在的難題。大量的實(shí)驗(yàn)表明，隨著金屬材料內(nèi)部晶粒尺寸的降低，在強(qiáng)度獲得提升的同時(shí)，韌性將大打折扣。目前，廣泛采用的高強(qiáng)材料韌化策略有：（1）改變組分，通過引入和調(diào)整材料的多種主要元素，同時(shí)激活多種塑性變形機(jī)制，高熵合金材料就是采用這種思路；（2）改變微結(jié)構(gòu)，在材料內(nèi)部引入一種或多種梯度分布的微結(jié)構(gòu)，避免由于特征長度突變帶來的性能突變，有效克服金屬材料強(qiáng)度和韌性的失配問題，這種材料被稱為梯度納米結(jié)構(gòu)材料。 圖1 梯度結(jié)構(gòu)金屬材料的類型（摘自：李毅，梯度結(jié)構(gòu)金屬材料研究進(jìn)展，中國材料進(jìn)展，2016, 35: 658-665）人工制備的梯度納米金屬結(jié)構(gòu)主要包括以下幾種：梯度晶粒，梯度位錯(cuò)，梯度孿晶，梯度固溶物，梯度相，以及包含兩種以上的梯度混合結(jié)構(gòu)。在已經(jīng)發(fā)展成熟的金屬材料內(nèi)部引入梯度納米結(jié)構(gòu)，可以進(jìn)一步提高其強(qiáng)韌性匹配能力。例如，通過表面研磨處理（SMAT）在孿晶誘發(fā)塑性（TWIP）鋼表面引入大量的塑性變形，使其表面晶粒細(xì)化，隨著深度的增加，晶粒細(xì)化的程度逐漸降低，同時(shí)塑性變形也會(huì)導(dǎo)致位錯(cuò)演化和孿晶的產(chǎn)生，因此在TWIP鋼內(nèi)部形成了包含梯度晶粒，梯度位錯(cuò)和梯度孿晶的梯度混合結(jié)構(gòu)。這種梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的強(qiáng)度可以提升50%，斷裂應(yīng)變僅從60%下降到52%，具有更高的強(qiáng)韌性匹配能力。目前，關(guān)于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的研究集中于實(shí)驗(yàn)，反映物理機(jī)制的本構(gòu)模型研究還鮮見報(bào)道。西南交通大學(xué)力學(xué)與工程學(xué)院張旭教授與德國馬普鋼鐵所、中國鋼鐵研究總院等機(jī)構(gòu)開展合作，指導(dǎo)博士生陸曉翀發(fā)展出考慮位錯(cuò)滑移和變形孿晶等物理機(jī)制的微結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)晶體塑性本構(gòu)模型。依托DAMASK平臺(tái)將該模型移植有限元，并對(duì)梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單軸拉伸變形行為展開模擬，揭示了其微結(jié)構(gòu)演化與宏觀性能之間的關(guān)系，量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對(duì)材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。相關(guān)研究工作已在金屬材料與固體力學(xué)交叉領(lǐng)域頂級(jí)期刊《International Journal of Plasticity》上在線發(fā)表，論文題目為Crystal plasticity finite element analysis of gradient nanostructured TWIP steel。 論文鏈接： https://doi.org/10.1016/j.ijplas.2020.102703作者首先使用不同晶粒尺寸Fe-15Mn-2Al-2Si-0.7C (wt.%) TWIP鋼的單拉實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)驗(yàn)證該模型的合理性，結(jié)果表明該模型對(duì)不同尺寸下的應(yīng)力應(yīng)變響應(yīng)和應(yīng)變強(qiáng)化行為都可以較好地描述，特別是細(xì)晶TWIP鋼硬化率曲線中的up-turn效應(yīng)。通過對(duì)內(nèi)變量演化的分析及對(duì)比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)這種up-turn效應(yīng)源自于細(xì)晶中顯著的背應(yīng)力。 圖2 對(duì)比不同晶粒尺寸TWIP鋼的單拉實(shí)驗(yàn)和模擬結(jié)果由于梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的微結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，晶粒數(shù)目眾多，通過采用三維均勻化方法，建立了宏觀試樣尺寸的有限元模型。通過對(duì)每層單元賦予不同的晶粒尺寸，初始位錯(cuò)密度和孿晶體積分?jǐn)?shù)，離散地描述材料內(nèi)部微結(jié)構(gòu)的梯度分布，并通過梯度網(wǎng)格劃分方法進(jìn)一步減少單元數(shù)目。對(duì)于材料表層微結(jié)構(gòu)變化劇烈的區(qū)域，采用密度較高的網(wǎng)格，以保證更加精確地描述微結(jié)構(gòu)的梯度變化。 圖3三維均勻化方法示意圖作者利用發(fā)展的晶體塑性模型，對(duì)均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)的Fe-10Mn-0.5C-3Ni (wt.%) TWIP鋼的單拉變形行為進(jìn)行模擬。結(jié)果表明，在合理描述均勻結(jié)構(gòu)TWIP鋼應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)的基礎(chǔ)上，通過引入微結(jié)構(gòu)的梯度分布，無需修改任何參數(shù)就可以較好地描述梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的單拉力學(xué)行為。通過對(duì)比變形云圖，作者發(fā)現(xiàn)均勻和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的表面都會(huì)變的粗糙不平，但梯度納米結(jié)構(gòu)的表面粗糙度更加明顯，產(chǎn)生的應(yīng)變局域化形成了兩個(gè)凹陷區(qū)，且凹陷區(qū)在垂直于平面方向也會(huì)發(fā)生收縮。隨著深度的增加，收縮程度逐漸降低。通過對(duì)比性模擬，作者發(fā)現(xiàn)表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)就是梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼韌性略微下降的原因。而應(yīng)變局域化的產(chǎn)生與表面納米層晶粒的應(yīng)變強(qiáng)化能力有關(guān)，提高表面納米晶的硬化能力，就可以抑制表面凹陷區(qū)的出現(xiàn)和韌性的下降。此外，作者通過分析不同層位錯(cuò)密度的演化，進(jìn)一步證實(shí)了上述觀點(diǎn)。作者還通過對(duì)比性模擬量化了不同梯度結(jié)構(gòu)對(duì)材料強(qiáng)韌性的貢獻(xiàn)。結(jié)果表明：強(qiáng)度的提升源于梯度位錯(cuò)結(jié)構(gòu)，梯度晶粒和梯度孿晶結(jié)構(gòu)有助于保持材料的應(yīng)變強(qiáng)化能力。 圖4 均勻結(jié)構(gòu)和梯度納米結(jié)構(gòu)TWIP鋼的模擬結(jié)果對(duì)比分析。

本發(fā)明公開了一種縫合式夾芯板有限元參數(shù)化建模方法，包括如下步驟：（１）、獲取縫合式夾芯板的幾何特征參數(shù)；（２）、獲取縫合式夾芯板的有限元建模特征參數(shù)；（３）、采用幾何匹配關(guān)系建立縫合式夾芯板有限元模型數(shù)據(jù)庫；（４）、將上述步驟編成參數(shù)化建模腳本程序即完成構(gòu)建縫合式夾芯板的有限元模型。本發(fā)明的建模方法在對(duì)縫合式夾芯板進(jìn)行有限元建模中，采用參數(shù)化建模方法，可以快速、方便的得到縫合式夾芯板在不同尺寸、縫合線密度等參數(shù)變量下的有限元分析模型，并通過ＭＡＴＬＡＢ與ＭＳＣ．ＰＣＬ語言交互編程實(shí)現(xiàn)，進(jìn)而有效縮短建模周期、提升單元質(zhì)量、提高分析效率和分析精度，能夠?qū)崿F(xiàn)縫合式復(fù)合材料夾芯板的高效、高精度分析。

德方元教學(xué)設(shè)備是一家專業(yè)為科學(xué)教育提供創(chuàng)新設(shè)備的企業(yè)。注冊(cè)資金1500萬元。為教學(xué)地理園、生物園、生態(tài)館、地理室、歷史室、實(shí)驗(yàn)室、設(shè)計(jì)、銷售、安裝制作最優(yōu)秀的產(chǎn)品，提供最合適的價(jià)格和最完善的服務(wù)奉獻(xiàn)給廣大客戶。把中華文化栩栩如生的展現(xiàn)出來。我們可根據(jù)客戶的需要來圖定做各種各樣的產(chǎn)品。德方元教學(xué)設(shè)備是一家守合同重信用的企業(yè)。創(chuàng)新就是我們的力量，質(zhì)量就是企業(yè)的生命，高標(biāo)準(zhǔn)、精細(xì)化推進(jìn)科學(xué)教育事業(yè)發(fā)展為目標(biāo)，我們以大膽創(chuàng)新，勇于突破的精神為學(xué)校提供最先進(jìn)的設(shè)備儀器，讓學(xué)校走在科技教育的前列。 1、中小學(xué)地理教具：大型立體地球儀、平面地球儀、（世界、中國、廣東省、珠三角洲）立體地形圖、中國政區(qū)圖、世界政區(qū)圖、廣東省政區(qū)圖、16種地貌模型、綜合型流水地貌、綜合型喀斯特地貌、九月星空亭、地動(dòng)儀、地球內(nèi)部構(gòu)造、氣象儀器、等。 2、中小學(xué)生物教具：動(dòng)、植物進(jìn)化圖、8種動(dòng)物進(jìn)化模型、仿真動(dòng)物模型、等。 3、歷史教具：名人頭像（雕塑）、古代器物（仿真）、大型浮雕、仿長城模型、石膏教具、文化廣場(chǎng)雕塑、浮雕等。

日照市正大三元橡膠有限公司（原莒縣正大橡膠廠）成立于2004年，屬股份制企業(yè)，是專業(yè)生產(chǎn)塑料制品、高分子PE燒結(jié)制品、橡膠制品的企業(yè)。  本公司位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的山東半島日照地區(qū)，南有兗石鐵路、北臨日竹高速與京滬高速相接、東臨石臼港、西近膠新鐵路，依山傍水，風(fēng)景秀麗，是經(jīng)商者的理想去處。  公司目前廠區(qū)占地面積8000平方米，建筑面積1800平方米，固定資產(chǎn)2000萬元，公司擁有各類橡膠專業(yè)生產(chǎn)及檢測(cè)設(shè)備67臺(tái)套，專業(yè)技術(shù)操作人員120人。專業(yè)技術(shù)工程人員10人，技術(shù)力量雄厚，工藝設(shè)備先進(jìn)，檢測(cè)手段完善，產(chǎn)品廣泛用于汽車、家用電器、溝槽管件密封、液壓機(jī)械、太陽能熱水器等行業(yè)。  公司通過了ISO9001國際質(zhì)量體系認(rèn)證，產(chǎn)品嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)，已銷往全國各地二十多個(gè)省市和地區(qū)，部分產(chǎn)品已隨機(jī)出口到東南亞及歐美市場(chǎng)，深得用戶青睞與贊賞。   

本發(fā)明提供了一種基于聚類分析的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有限元模型修正方法，建立初始有限元分析模型，測(cè)得結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)?zāi)B(tài)頻率和模態(tài)振型，計(jì)算待修正參數(shù)的相對(duì)靈敏度矩陣，利用分層聚類算法對(duì)待修正參數(shù)進(jìn)行參數(shù)分組，再對(duì)聚類參數(shù)進(jìn)行相對(duì)靈敏度分析，選擇各參數(shù)中相對(duì)靈敏度平均值最大的聚類參數(shù)進(jìn)行修正，構(gòu)造分析模型的模態(tài)頻率和實(shí)測(cè)模態(tài)頻率的殘差向量，建立分析模型修正所需的目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建目標(biāo)函數(shù)的優(yōu)化反問題對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的有限元模型進(jìn)行修正。本發(fā)明結(jié)合數(shù)值模擬、試驗(yàn)和優(yōu)化技術(shù)，采用參數(shù)的相對(duì)靈敏度矩陣進(jìn)行聚類分析，減少待修正參數(shù)數(shù)量，提高修正程序穩(wěn)定性，為工程應(yīng)用提供了一種準(zhǔn)確的基于數(shù)值模擬、試驗(yàn)和優(yōu)化相結(jié)合的復(fù)合材料等效有限元模型參數(shù)修正方法。