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关键词： 碳化硅   酚醛树脂   偶联剂   界面相容性  

摘要： 使用不同种类偶联剂处理碳化硅表面,并将改性碳化硅与酚醛树脂共混后通过热压成型工艺制备复合材料样条,对不同种类偶联剂改性的酚醛树脂/碳化硅复合材料性能差异进行分析。结果表明:偶联剂添加量为3%时,相比氨基硅烷KH550和钛酸酯偶联剂NDZ101,巯基硅烷偶联剂KH590改性的酚醛树脂/碳化硅复合材料性能提升最明显。偶联剂添加量为3%时,KH590改性的酚醛树脂/碳化硅的拉伸强度、弯曲强度、弯曲模量以及硬度与未改性材料相比分别提升了34%、57%、23%和17%,磨耗比提升至1.84。KH590添加量为5%时,复合材料的力学性能和耐磨耗性能达到最佳。KH590改性的碳化硅被酚醛树脂紧密包覆,两相之间的界面结合较好,露出的碳化硅颗粒较少。KH590与碳化硅表面产生了有效结合。

关键词： 热塑性聚氨酯   氧化石墨烯   柔性复合材料   力学性能   电学性能  

摘要： 以热塑性聚氨酯(TPU)、氧化石墨烯(GO)、还原GO(RGO)为熔融沉积成型(FDM)3D打印线材,分别制备TPU/GO和TPU/RGO复合材料,研究了GO用量对TPU复合材料力学性能及电学性能的影响。结果表明:随着GO用量增加,TPU/GO复合材料的杨氏模量提高,但其应力最大值、断裂伸长率、表面电阻率和体积电阻率均下降。将抗坏血酸RGO及高温脱氧RGO分别加入到TPU基体中,当GO用量相同时,制备的柔性复合材料表面电阻率和体积电阻率均低于TPU/GO复合材料。

关键词： 复合材料   自动铺丝   孔隙率   力学性能  

摘要： 采用自动铺丝工艺通过改变固化压力制备环氧树脂/T800级碳纤维层压板,采用超声C扫描判断复合材料层压板孔隙率并在符合试验要求的位置机加出试验件。研究孔隙率不同时孔隙特征的差别及孔隙率对复合材料层压板各项力学性能的影响。结果表明,孔隙率增大时,孔隙尺寸变大且由“点”变成“片”状分布,且孔隙率更大的层压板层间孔隙的比例变得更高。当孔隙率达到2%时,层压板的开孔拉伸强度、无缺口拉伸强度、开孔压缩强度、无缺口压缩强度、短梁剪切强度及冲击后压缩强度相较于孔隙率0%时分别下降8.1%,5.9%,20.4%,35.6%,17.9%,16.9%,孔隙率对层压板各项力学性能的影响程度和变化趋势不一,对无缺口压缩强度影响最大而对无缺口拉伸强度影响最小。当孔隙率达到2%时,无缺口拉伸模量和无缺口压缩模量相较于孔隙率0%时分别下降2.6%和2.9%,孔隙率对两种模量的影响不明显。相同的冲击能量下,当孔隙率较大时,层压板损伤面积更大。2%孔隙率试验件的损伤面积约是0.5%孔隙率试验件损伤面积的4倍。

关键词： 铜渣   胶凝材料   固化   无侧限抗压强度   微观结构  

摘要： 为研究二次浮选铜渣(CS)替代胶砂材料的可行性和工程特性,采用草酸(OA)与CS在室温下制备新型净浆、胶砂材料草酸亚铁胶凝材料(FOC)。其中OA为激发剂,为反应提供酸性环境,促进化合物之间发生反应。采用无侧限抗压试验和扫描电镜研究了铜渣、草酸质量比(m(CS)/m(OA))和水灰比(W/C)对净浆、胶砂材料抗压性能、微观结构的影响。无侧限抗压强度试验表明,草酸基铜渣胶凝材料具有一定固化强度,净浆试块比胶砂试块固化效果更为显著。随着m(CS)/m(OA)配比增加,净浆试块抗压强度先变大后减小,胶砂试块抗压强度增大;随着W/C值的增大,净浆和胶砂试块强度均先增大后减小。微观试验结果表明,FOC水化产物为草酸铁水络合物FeC_(2)O_(4)·2H_(2)O。随着m(CS)/m(OA)与W/C值调整至最佳,养护龄期增加,胶凝材料孔隙比不断减小,水化反应生成的胶凝物质将未反应的材料颗粒相互黏结起来,其内部结构搭接更加紧密,试块强度提高。

关键词： 聚丙烯   接枝   马来酸酐   力学特性   击穿强度  

摘要： 针对聚丙烯绝缘电力电缆绝缘材料中,聚丙烯基体与弹性体分散相两者不相容导致的弹性体分散性差的问题,依据相似相容理论,通过紫外光辐照接枝技术将聚丙烯基体接枝马来酸酐,增加了基体相的极性,从而使弹性体在聚丙烯基体的分散性获得显著提升,并使接枝改性后复合材料的弹性模量得到降低,提升了材料韧性。紫外光辐照接枝技术可以通过调控辐照剂量,有效调控接枝率并避免材料在接枝过程中发生降解。同时,接枝改性提升了聚丙烯基体材料的击穿强度,与弹性体分散性提升协同增加了接枝改性复合材料的击穿强度,降低了复合材料的损耗因数。

关键词： 烧结条件   力学性能   陶瓷基摩擦材料  

摘要： 通过改变烧结条件,制备出不同的陶瓷基摩擦材料,测试不同的烧结温度、烧结压力、保温时间条件下所得材料的力学性能并加以分析。通过试验可知,烧结温度为1300 ℃,烧结压力为30 kN,保温时间为1 h时,得到的材料性能最好。

关键词： 线上线下混合式教学《   材料力学性能》   实验教学   个性化培养  

摘要： 以《材料力学性能》课程实验为研究对象,讨论了线上资源建设、课前、课中和课后实验教学的设计与实施、考核评价及效果分析等方面的研究和实践。结果表明:线上线下混合式实验教学能增加学生自主学习能力,有利于个性化培养,提高了实验教学的效率,解决了传统实验教学存在的问题。

关键词： 碳纤维增强复合材料   力学性能退化   损伤演化   失效机理   损伤模型  

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)内部损伤的不确定性及异质材料多模式损伤耦合的复杂特性,严重制约了构件的低冗余设计以及在苛刻环境下的长寿命可靠应用。随着试验和数值模拟手段的不断进步,有力推动了碳纤维增强复合材料力学性能退化及失效过程的研究,本文在总结国内外复合材料损伤行为研究的基础上,概述了静态、冲击、疲劳载荷以及湿热环境对CFRP损伤演化及失效行为的影响,对CFRP的多种损伤模型、试验方法及所取得的成果进行归纳,并展望了高精度仿真预测建模分析及各向异性材料复杂损伤模式的损伤机理分析等方面的研究发展趋势。

关键词： 动态变形   材料力学   本构模型   断裂模型  

摘要： 随着环保意识与能源危机加速的影响,汽车轻量化技术得以发展,但仍需以保证汽车被动安全性能为前提。基于汽车碰撞过程的高应变速率和大变形特点,针对于汽车安全构件用材,详细介绍了多应变速率下的拉伸试验、断裂试验和零部件试验。结合仿真分析技术,以汽车用金属板材为对象,从力学性能及断裂性能两方面,对汽车碰撞过程中的材料动态响应及断裂行为进行表征,完整地介绍金属材料断裂模型的建立及应用过程,为汽车碰撞安全领域精准材料模型的建立提供参考。以目前广泛用于安全构建的热成形材料为例,通过上述试验获得材料在不同状态的力学性能数据,通过数据处理及仿真分析,建立动态材料断裂失效分析模型,并用于实际零件的失效仿真模拟,准确预测了零件的断裂行为,验证了本方法的适用性。

关键词： 相似材料   流固耦合   保水开采   正交设计   地下水库  

摘要： 为满足煤水共采相似模拟试验材料对物理、力学、水理等性质的特殊要求,以石英砂、重晶石粉和滑石粉为骨料,以C325白水泥为粘结剂,以硅油为调节剂,使用电动平板夯振动压实成型,研发了一种低强度、吸水率可调、遇水不崩解且容易制作的新型煤岩体流固耦合相似材料。通过正交试验、极差分析法和方差分析法获取了材料的各类参数及影响规律,试验结果表明,材料密度可控范围为1.87~2.21 g/cm^(3),单轴抗压强度可控范围为0.75~5.24 MPa,弹性模量可控范围为117.76~505.05 MPa,吸水率可控制在1.85%~23.55%,各参数可通过石英砂含量、重晶石粉含量、水泥含量和硅油含量进行精确调节。采用该材料开展了多煤层开采煤矿地下水库模拟试验,试验中煤柱坝体裂隙发育与现场情况一致,离层裂隙和采空区具有较强的储水效果,而区域垂向裂隙导水效果更明显,验证了该材料的可行性与适用性。