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关键词： 碳纤维增强复合材料   温度   力学性能  

摘要： 碳纤维增强复合材料(CFRP)作为新型高性能材料,具有比强度高、耐腐蚀性好、可设计性强等优异性能,在工程建设等领域得到了广泛的应用。文章介绍了现阶段国内外围绕温度对CFRP材料力学行为影响的研究现状与进展,详细整理分析了不同的温度环境对CFRP材料的基体与界面的作用效果以及对其力学行为的影响,对CFRP的应用发展提出了建议。

关键词： 复合材料   在线配混   螺杆结构   玻纤断裂及分布   螺杆一线式  

摘要： 研究了工艺参数如保压压力、熔融温度、螺杆转速、背压值对长玻纤(LFT)增强聚丙烯(PP)复合材料的力学性能的影响。通过测试发现,保压压力对PP/LFT复合材料整体的力学性能影响不明显,可以适当增大。熔融温度升高,导致熔体黏度降低,LFT受到的剪切力减小,LFT保留长度随温度升高呈上升趋势。PP/LFT复合材料的缺口冲击强度与拉伸强度整体都呈现上升趋势。熔融温度从190℃上升到250℃,缺口冲击强度提高了50%,拉伸强度提高了21.4%,应使熔融温度高于物料熔点。缺口冲击强度和拉伸强度受螺杆转速的影响较大,都是随螺杆转速的增大而增大,而后下降,控制螺杆为中等转速较佳;缺口冲击强度和拉伸强度敏感于背压值,背压越大,两者都会逐步下降,背压要减小。PP/LFT复合材料注塑加工较优的工艺参数组合为:保压压力为5 MPa,熔融温度为250℃,螺杆转速为50 r/min,背压值一般为零。

关键词： 聚丙烯   模内反压   纳米黏土   超临界微细发泡   力学性能  

摘要： 研究了不同模内反压和持续时间下对超临界微发泡注塑成型产品力学性能的影响。以反压压力、反压持续时间、纳米黏土含量为因素,拉伸强度为评价指标,采用L_(9)(3^(3))进行正交试验。通过扫描电子显微镜观察模内反压对聚丙烯(PP)复合材料断面微孔形态的影响,分析微孔形态对PP复合材料力学性能的影响。结果表明:模内反压和持续时间的变化改变了PP复合材料的微孔形态,从而对微发泡产品的力学性能产生显著影响。

关键词： 选择性激光烧结   大斜方截半立方体   点阵多孔材料   尼龙   力学性能  

摘要： 为研究不同加载速度对尼龙点阵材料力学特性的影响规律,制备了尼龙大斜方截半立方体点阵材料试样,并对其进行压缩力学试验。结果表明,当加载速率从0.02 mm/s提高到0.1 mm/s时,尼龙大斜方截半立方体点阵多孔材料的弹性模量和压缩强度均出现不同程度的下降,分别降低了31.78%和10.42%;当加载速率从0.1 mm/s提高到0.5 mm/s时,其力学性能随加载速率的提高而显著增大;其弹性模量和压缩强度分别提高到77.27 MPa(增加了82.5%)和3.79 MPa(增加了25.1%)。研究内容对于丰富点阵结构胞元构型和扩展尼龙产品的应用领域具有指导意义。

关键词： 碳纳米管   丁腈橡胶   力学性能   摩擦学性能   分子动力学模拟  

摘要： 采用分子动力学模拟技术,从分子水平研究碳纳米管(CNTs)增强丁腈橡胶(NBR)复合材料的力学性能及摩擦学性能。运用恒应变法计算材料的力学性能,分别建立纯NBR和CNTs/NBR复合材料的3层模型,并对顶层和底层的铁摩擦副施加剪切载荷,研究材料的摩擦学性能。研究结果表明:在摩擦过程中,由于CNTs表面存在很强的吸附力,抑制了NBR分子链的迁移率,使得CNTs和聚合物分子链间的相互作用增强;CNTs/NBR复合材料具有更高的致密性以及更强的结构,从而表现出了比纯NBR更加优异的力学和摩擦学性能。

关键词： 粉末冶金   金属基复合材料   石墨烯   强化机制  

摘要： 采用机械搅拌和烧结工艺制备了GNPs/Al复合材料,实现了无损伤GNPs的完全铺展及在铝基体中均匀弥散分布。研究了GNPs对复合材料粉末冷压-烧结致密化行为的作用机制,阐明了GNPs对复合材料强度和塑性的作用机理,探讨了烧结时间对GNPs/Al复合材料力学性能的影响规律。结果表明,GNPs质量分数小于0.5%,烧结态GNPs/Al复合材料相对密度达到98%以上。烧结态Al-0.5%GNPs屈服强度达到204 MPa,相对于纯铝提高了18.6%。以Al-0.5%GNPs为例,烧结6 h后,复合材料硬度HV为602.7 MPa,烧结4 h后屈服强度为173 MPa,压缩应变40%时未发生明显破坏。

关键词： 聚丙烯   白色矿物填料   复合材料   力学性能   流动性能  

摘要： 以3种白色矿物粉体[颗粒状CaCO_(3)、BaSO_(4),片层状滑石(talc)]为填料,聚丙烯(PP)为基体树脂,通过熔融共混法制备PP复合材料,研究3种矿物粉体在不同含量时对PP复合材料的力学性能、流动性能与断裂形貌的影响规律,并采用Turcasanyi半经验公式计算了矿物填料与PP复合材料力学性能界面相互作用。结果表明,3种矿物粉体的加入均降低了PP的拉伸强度,PP/talc复合材料的拉伸强度明显高于PP/CaCO_(3)与PP/BaSO_(4),且talc的加入明显增强了PP的拉伸模量与弯曲模量;CaCO_(3)与BaSO_(4)的加入使复合材料弯曲强度降低,talc的加入使复合材料弯曲强度提高;CaCO_(3)对PP断裂伸长率与悬臂梁缺口冲击强度的提升最为明显;talc的加入使复合材料流动性能得到提高,而颗粒状的CaCO_(3)与BaSO_(4)的加入对加工性能影响较小;CaCO_(3)与BaSO_(4)在PP中均存在一定团聚现象,且与PP相容性较差,存在明显界面缺陷;talc与PP间界面较模糊,二者之间有较强的黏结作用。

关键词： 混合式教学   雨课堂   材料力学   翻转课堂  

摘要： 针对疫情背景下的材料力学课程中传统课堂教学存在的问题,利用智慧教学工具——雨课堂,进行线上线下混合式教学实践探索,有效应用线上实时交互等智慧化工具,将课堂融合最常用的办公软件PowerPoint和社交软件微信,建立以学生为中心的教学模式,通过“课前—课堂—课后—调研”全面性的教学数据统计和分析,同时在教学中引入课前预习、课堂线上互动、翻转课堂和课后讨论,利用课后全面性数据分析和教学效果评价,逐步提升教学效果,有效将信息化技术融入教学当中。

关键词： 碳纤维增强树脂基复合材料   纳米压痕   力学性能响应   加载速率   应变率  

摘要： 利用纳米压痕技术对加载速率从0.05~8 mN/s不同情况下碳纤维增强树脂基复合材料富树脂区域与碳纤维的力学响应进行了研究,得到了硬度、模量、接触刚度以及压痕深度随加载速率的变化趋势,并给出硬度与应变率之间的定量关系。结果表明,当加载速率在0.05~2 mN/s范围内,富树脂区的模量、接触刚度和压痕深度随加载速率的增加而减小,同时,富树脂区及碳纤维的硬度与应变率均呈幂指数关系,其应变速率敏感性指数分别为0.113、0.029。加载速率在2~8 mN/s范围内,富树脂区的模量、接触刚度和压痕深度随加载速率的增加而增加,而富树脂区及碳纤维的硬度均随应变率的增加而减小,且和应变率均呈线性关系。

关键词： 加捻   碳纤维   三维机织复合材料   拉伸性能   剪切性能  

摘要： 研究了加捻对碳纤维及三维机织复合材料性能影响。结果表明:捻度为15 T/m时,股线的拉伸性能最优,且各性能指标离散系数均较低。经纱采用加捻纱的三维机织复合材料经向的拉伸模量和断裂强度均较无捻纱束复合材料有所降低,而相应的纬向力学性能却均有所提高,加捻纱束对三维机织复合材料的面内剪切性能影响较小。