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关键词： 混凝土   碳纳米纤维   抗压强度   粘结强度   冻融循环   机场跑道  

摘要： 介绍了一种高性能混凝土(UHPC)掺杂气相生长碳纳米纤维增强体(VGCF)和碳纳米管(CNT)的跑道修复材料。已有大量研究证明在混凝土中添加纳米纤维可以提高其力学性能以及耐久性。着重对修复材料与水泥基道面材料的适应性进行研究,同时对碳纳米纤维材料对混凝土增强微观机理的影响进行分析。通过在混凝土中掺杂不同质量分数的碳纳米纤维进行配合比试验,测定了抗压强度、粘结强度和冻融循环下的质量损失率及粘结强度损失率。研究表明,当CNT104掺量为0.1%时,混凝土的抗压强度和粘结强度分别为60.6 MPa和11.3 MPa,150次冻融循环质量损失最小。当CNT107掺量为0.15%时,表现出较好的抗压强度和粘结强度,分别为59.1 MPa和11.5 MPa,当掺量达到0.2%时在150次冻融循环下质量损失最小。VGCF掺量为0.15%时混凝土达到最大抗压强度和粘结强度,分别为68.0 MPa和18.6 MPa,同时添加不同含量VGCF的混凝土均表现出更好的抗冻性能,在含量为0.15%时,经冻融循环后混凝土的质量损失率最低。在150次冻融循环后再次测得粘结强度,通过冻融前后对比得到掺入0.15%的VGCF粘结强度下降率为32.79%,是所有组中最低。结果表明,在使用掺入0.15%VGCF的UHPC作为跑道修复材料时,其与水泥基道面材料表现出良好的适应性。

关键词： 发泡材料   充填   抗压强度   膨胀倍率   输送性能  

摘要： 针对前期采掘过程中遗留大量空巷、严重制约工作面煤炭资源后续安全高效开采的问题,提出采用发泡水泥充填材料充填空巷的开采方法。采用实验室实验的方法,研究了不同配比发泡水泥充填材料物理力学特性。研究结果表明:以水泥为基料,发泡剂、稳泡剂及石膏为添加剂的发泡水泥充填材料配比为水灰比0.5、发泡剂掺量1%、石膏掺量7%时,充填材料的输送性能、膨胀性能、抗压强度综合物理力学性能较优。以鲍店煤矿为研究背景,将研究结果应用于鲍店煤矿5316工作面5309(s)运输顺槽、五采区回风上山联络巷及1303三回提等遗留空巷。现场实测结果表明:巷道围岩移近量均小于60 mm,发泡水泥充填材料提升了巷道的整体支撑能力,有效保障了工作面的安全高效作业。

关键词： 橡胶水泥基材料   橡胶颗粒改性   抗冲击强度   劈裂抗拉强度   抗氯离子渗透性  

摘要： 针对桥面铺装材料的选择,橡胶水泥基材料相较于混凝土具有更好的动态力学性能和抗渗性,可有效提升桥面铺装材料的使用寿命。为了更有效地指导橡胶水泥基材料在工程实践中的应用,研究了橡胶掺量、改性方式、养护方法对橡胶水泥基材料劈裂抗拉强度和抗冲击性能的影响。通过快速氯离子迁移系数法(RCM)对橡胶水泥基材料进行抗氯离子渗透性的测试。借助扫描电子显微镜(SEM)揭示了橡胶水泥基材料内部微观特性与水泥基材料耐久性能的关联。结果表明,高温养护环境下橡胶水泥基材料的劈裂抗拉强度可达到最大值,橡胶水泥基材料抗冲击强度随着橡胶掺量的增加呈现先增加后减小的变化趋势,当橡胶掺量为20%时,橡胶水泥基材料的抗冲击强度最高。随着橡胶颗粒掺量的增加,橡胶水泥基材料的氯离子扩散系数有明显的下降趋势,改性橡胶颗粒水泥基材料的氯离子扩散系数有小幅提升。在不同养护环境下,橡胶水泥基材料的氯离子扩散系数排序为:水养>标准养护>自然养护>高温养护,运用灰色GM(1,1)模型预测橡胶水泥基材料氯离子扩散系数的精度等级为一级。

关键词： 材料力学   虚拟仿真   有限元模拟   复杂变形   工程结构分析  

摘要： 结合中原区域经济特色,利用有限元分析优势,搭建了黄河水利枢纽工程中水轮发电机主轴变形的数字化虚拟仿真实验平台。该平台利用Unity 3D构建虚拟场景,基于国产有限元分析软件Simdroid进行模拟分析,根据实际工程参数提供多种互动场景和丰富的实验条件。学生可自主设计载荷工况,通过数字化虚拟仿真实验结果了解构件内应力应变分布和变化,提高对复杂受力变形体进行力学分析的能力,强化对材料力学理论知识的理解。

关键词： 力学史   材料力学实验   课程案例  

摘要： 将力学史研究中的相关案例引入材料力学实验课堂,有利于激发学生的学习兴趣,凸显力学知识的实用性和贯通性,提高教学效果。国防科技大学老亮先生是国内知名的材料力学史专家,他编著了《中国古代材料力学史》,书中既包括详实史料又具有现代分析,如发现了中国古代关于力与变形成正比关系(弹性定律)的记载比胡克定律早约1500年,同时还深刻全面地探讨了我国历史上力学与工程技术的密切联系。老亮先生的著作根据材料力学体系整理并评估了我国古代科技成就,这对于材料力学课程的教学具有十分重要的参考价值。本文拟探究老亮先生研究中的史例在材料力学实验课程中的应用,通过特色案例教学提升授课质量,打造精品课程。

关键词： 半水磷石膏   协同改性   减水剂   力学性能  

摘要： 为提高磷石膏的资源化利用率,通过在半水磷石膏(HPG)中添加生石灰和三聚氰胺减水剂(SM)来制备改性半水磷石膏墙体材料(MPGWM)。采用控制变量法研究水灰比和减水剂掺量对MPGWM力学性能的影响,结合多元回归模型分析双因素耦合作用下MPGWM的力学性能变化规律,获得高掺量改性半水磷石膏墙体材料的最优配比。研究结果表明:高掺量MPGWM试件立方体抗压强度试验的主要破坏特征为劈裂破坏和锥形破坏,立方体劈裂抗拉试验的破坏形态为典型劈裂破坏;试件的表观密度主要来源于HPG和生石灰;水灰比对MPGWM试件的表观密度及力学性能影响较大,减水剂掺量的影响次之;当SM掺量为1.0%、水灰比(质量比)为0.29时,试件的立方体抗压强度可达27.87 MPa;当SM掺量为1.0%、水灰比为0.32时,试件的劈裂抗拉强度可达1.92 MPa。通过回归分析,预测MPGWM的最优配比为HPG质量分数为97%、生石灰质量分数为3%、水灰比为0.27、减水剂掺量为HPG和生石灰混合物总质量的1.2%。研究成果可为磷石膏的资源化利用提供参考,促进磷化工企业可持续发展。

关键词： 预浸料   热压罐   复合材料  

摘要： 预浸料的出厂检验主要分为:物理性能检测和力学性能检测等。物理性能检测有预浸料的面密度、纤维面密度、树脂含量等项目,物理性能检测是对预浸料直接进行试验。力学性能检测有弯曲强度、弯曲模量、层间剪切强度、拉伸强度、拉伸模量、压缩强度等项目。复合材料力学性能测试是将复合材料预浸料进行固化,压制成层合板,再切割成试样,检测其强度。其固化成型分为压机成型和热压罐成型,热压罐成型为主要成型方法。热压罐成型的工作原理是利用罐体内部均匀温度场和空气压力对复合材料预浸料叠层毛坯施压温度与压力,以达到固化的目的。

关键词： 翻转课堂   高校   材料力学   自主学习能力  

摘要： 随着教育技术的持续进步,翻转课堂这一新型教学模式在高校材料力学课程中的应用愈发广泛。本研究的目的在于探究翻转课堂怎样有效地促进学生自主学习能力的养成。借由推行课前自学、课中讨论及实践的教学模式,学生不但掌握了坚实的理论知识,而且学会了如何进行独立学习、解决问题以及团队协作。研究显示,翻转课堂能够极大地提高学生的自主学习能力,为材料力学课程的教学改革提供了崭新的思路。

关键词： 国际专业   评估认证   材料力学   教学改革  

摘要： 以本专业参与UK NARIC国际专业评估认证为契机,对材料力学课程进行教学改革。分析了材料力学在传统的教学内容、教学方法和考核方式上存在的不足,并指出了这些问题对于学生能力培养的影响。通过引入UK NARIC的专业评估标准,本专业对材料力学课程学习成果、教学内容、教学模式及实验项目等方面进行了一系列改革创新,希望能为其他高校在本门课程的教学上提供借鉴。

关键词： 气压鼓胀法   微损采样法   力学性能  

摘要： 现阶段在石油化工行业,常规四大无损检测技术可在材料和试样结构保持完整性的情况下检测被测对象是否存在缺陷,然而力学性能的定量数据无法获取。针对液压鼓胀试验中因介质的温度限制而不能进行高温试验及提供试验结果的可重复性等弊端等问题,本文创新性地提出了一种基于气压鼓胀法的力学性能测试设备,采用气压代替冲头作为压力源,用于评价采用微小尺寸试样评价现役设备材料的力学性能。