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关键词： 碳纤维   多尺度表面   复合材料   力学性能  

摘要： 采用硫醇烯反应在碳纤维表面一次性构建了由碳纳米管和石墨烯组成的多尺度界面,并通过密炼的方式与聚丙烯共混制备成复合材料。按照ASTM及ISO标准通过注塑制备标准样。结果表明:本实验制备的碳纤维增强聚丙烯复合材料的弯曲、拉伸及冲击强度有明显提升。多尺度结构有效地提高了聚丙烯基体与纤维之间的界面结合强度。此外,还分析了碳纤维修饰前后的表面官能团变化及形貌变化对复合材料性能的影响。

关键词： 黏弹性材料   力学特性   开尔文模型   力传感器   液压驱动  

摘要： 针对生物工程领域中传统力传感器无法实现机器人精确触觉感知的问题,提出一种可测量黏弹性材料力学特性的微型液压驱动机构。该机构通过直接接触目标对象来测量反作用力和位移,其末端执行器的尖端由微型气缸构成,并使用帕斯卡原理进行放大处理。对微型气缸的最佳尺寸进行分析,并给出微型液压驱动机构的供液系统。采用内径为1.6 mm的微型气缸对不同硬度的黏弹性材料进行蠕变实验和测量实验。根据离散的位移和载荷数据,分别通过开尔文模型和标准线性体模型计算接触物体的刚度和黏性系数。结果表明:相比标准线性体模型,采用开尔文模型的微型液压驱动机构识别出的刚度和黏性系数最接近真实值,能够满足机器人触诊系统中高精度力学特性测量的需求。

关键词： 材料力学   工程教育认证   应用型本科  

摘要： 随着经济建设的大力发展,我国急需一批高质量的专业人才,在新工科和后疫情时代的影响下,高校教育改革尤为重要。工程教育专业认证是应用型本科大学高质量发展及教学改革持续推进的必经途径之一,进行工程教育专业认证可以达到人才国际互认,更有利于人才创新发展。应用型本科大学进行工程教育认证,需要根据认证标准修订人才培养方案,综合考虑课程结构,而材料力学作为工科类的一门基础学科,是其他专业学科的重要载体,对其的掌握程度直接影响后续专业课的学习。传统的材料力学教学模式以教师为中心,“教师教”、“学生学”,教师占主导地位,学生只是被动的接受,学生个性不能得到充分发挥,显然这种模式已不适应新时代应用型本科大学的发展需求。本文以材料力学为例进行教学改革与实践。材料力学课程是土木工程的专业基础课,针对传统教学方式存在的一些问题及疫情时代的需求,本文从工程教育认证背景出发,结合应用型本科大学的根本要求和OBE教学理念,提出了一些适应当今大学生特点及工程高级人才培养目标的教改路径,以其提高教学质量,为工程界输送高级人才。

关键词： 造纸白泥   高密度聚乙烯   弯曲性能   冲击性能   动态力学性能  

摘要： 为研究造纸白泥对HDPE材料力学性能的影响,采用熔融共混工艺制备造纸白泥/HDPE复合材料,分析了造纸白泥添加量对HDPE复合材料弯曲性能、冲击强度、结晶度及动态力学性能的影响。研究结果表明,当白泥含量为25%时,造纸白泥/HDPE复合材料的弯曲强度和弯曲模量性能较好,当白泥含量为10%时,造纸白泥/HDPE复合材料的冲击性能最佳,当继续增大其含量时,冲击强度下降显著;XRD测试分析表明,造纸白泥的加入对HDPE复合材料的晶型结构没有显著影响,结晶度变化呈先升高后降低的趋势,与冲击强度变化趋势一致;动态力学性能研究结果表明,在测试温度范围内,随白泥含量增加,复合材料的储存模量和损耗模量均呈增加的趋势,但损耗因子有所降低。

关键词： 牙科材料   无托槽隐形矫治   材料性能  

摘要： 目的:研制一种装载过氧化氢缓释凝胶的新型隐形矫治器热压膜材料,并研究其性能。方法:制备过氧化氢缓释凝胶及装载凝胶的热压膜材料,并检测过氧化氢缓释效果。测试并对比装载凝胶的热压膜材料与普通热压膜材料的透光性能、力学性能及生物相容性。结果:装载凝胶的热压膜材料能实现缓释过氧化氢;相比于普通热压膜材料,装载凝胶的热压膜材料弹性模量增加,拉伸强度、断裂伸长率减小(P<0.05);雾度增加,透光率降低(P<0.05),但透光率仍大于80%,细胞毒性评价结果表明装载凝胶的热压膜材料对人牙龈成纤维细胞增殖无明显影响。结论:新型缓释过氧化氢热压膜材料同时具备具有良好的力学性能、光学性能及生物相容性。

关键词： 湿陷性黄土   相似材料   力学特性   正交设计   相似模拟  

摘要： 为研究湿陷性黄土相似材料的力学特性,利用正交试验设计配制了以河砂和重晶石粉为骨料、黏土和石膏为胶结材料、硅藻土为调节材料的不同配比相似材料,采用极差分析法及相似模拟等研究方法对相似材料力学特性进行了研究。结果表明:(1)各影响因素对相似材料湿陷系数的影响显著性由大到小依次为硅藻土质量分数、含水率、骨胶比、土膏比、重晶石粉质量分数;对黏聚力的影响显著性由大到小依次为含水率、骨胶比、硅藻土质量分数、土膏比、重晶石粉质量分数;对内摩擦角的影响显著性由大到小依次为骨胶比、含水率、硅藻土质量分数、重晶石粉质量分数、土膏比;(2)相似材料湿陷系数、黏聚力与硅藻土质量分数呈正相关关系,与骨胶比呈负相关关系;内摩擦角与骨胶比呈正相关关系,与含水率呈负相关关系。工程应用证明,相似材料的温陷系数、黏聚力、内摩擦角试验值与理论值偏差分别为5.6%、6.3%、5.3%,吻合度较高;相似模拟试验结果与现场实测结果基本一致。

关键词： 材料力学   PBX-3   Birch-Murnaghan状态方程   斜波加载   声速  

摘要： 利用斜波实验装置和双光源外差测速技术,开展了3种密度的HMX基塑料黏结炸药(PBX-3)的动态压缩实验,获得了PBX-3炸药的界面速度历程数据;利用适用于斜波压缩台阶样品实验的数据处理方法,获得了3种装药密度PBX-3炸药的高压声速与粒子速度间的关系以及压力与相对比容间的关系。结果表明,随着PBX-3炸药的装药密度从1.82g/cm^(3)增加到1.84g/cm^(3),其初始声速从2.45km/s增至2.68km/s;基于斜波压缩过程对应的三阶Birch-Murnaghan等熵状态方程和实验数据处理获取的动力学参数,对PBX-3炸药的斜波动力学压缩过程进行了一维动力学模拟,计算与实验的速度波形起跳时刻基本相同,上升沿时间均约为0.4μs,3发计算与实验的速度峰值分别约为1.00、0.80和0.95km/s,计算结果可很好地描述实验过程。

摘要： “十三五”时期,按照全面深化教育改革的总体部署,教育对外开放领域着力加大制度建设和体制机制创新力度,来华留学聚焦提高质量。教育部先后出台《学校招收和培养国际学生管理办法》《来华留学生高等教育质量规范(试行)》《中国政府奖学金工作管理办法》,规范高校接受国际学生的资格条件,来华留学质量规范与监管体系不断完善,来华留学生结构不断优化。

关键词： 绿泥石   表面处理   高密度聚乙烯   复合材料   力学性能  

摘要： 以绿泥石为研究对象,采用月桂酸和硬脂酸为表面处理剂对绿泥石进行表面改性,将改性绿泥石与高密度聚乙烯(HDPE)复合,制备改性绿泥石/HDPE复合材料。研究改性时间对绿泥石粒径的影响、改性剂对绿泥石表面结构以及制得复合材料的结晶性能、热变形性能、力学性能和微观形貌的影响。结果表明,2种改性随改性时间的增加,绿泥石的粒径呈先降低后增加的趋势,当改性时间为9 min时,绿泥石平均粒径最低,硬脂酸、月桂酸改性后,最低平均粒径分别降低了26.4%和17.4%;FTIR测试证明,2种表面处理剂成功复合在绿泥石表面;与未改性绿泥石相比,改性绿泥石/HDPE复合材料的熔点和结晶度均明显提高,弯曲模量、冲击强度均得到提高,热变形温度显著提升,分别提高了33.2%、28.1%,对复合材料拉伸强度和弯曲强度影响较小;扫描电子显微镜结果表明,经过硬脂酸/月桂酸处理剂改性后绿泥石与HDPE基体的界面结合力更强,对复合材料的两相具有增容的作用。

关键词： 力学劣化   损伤-断裂模型   颗粒开裂   层状正极材料   锂离子电池  

摘要： 力学性质是材料的本质属性之一,随着锂离子电池应用于电动汽车、智能电网领域,活性材料的力学特性开始受到关注。动力电池、储能电池的循环寿命需要达到几千次,活性材料晶胞亦经历几千次规律的膨胀、收缩,材料颗粒的力学劣化成为必须面对的新挑战。本文以团队的研究结果为主,总结了锂电池层状正极材料力学劣化机制和改善措施。首先,讨论了正极材料的力学研究基础,明确正极材料符合弹性形变,可以使用胡克方程分析;其次,回顾了正极材料力学劣化行为符合“损伤-断裂”模型,应力产生缺陷,逐渐积累直至断裂,电解液会沿着裂缝扩散至电池内部发生副反应,造成循环跳水;最后,总结了抑制材料力学劣化的主要策略,重点介绍了降低晶胞形变和表面构筑刚性层,降低晶胞变化是通过减小材料应变降低颗粒应力,表面构筑刚性层是阻挡电解液扩散至开裂的体相,这些策略都显著提高了材料的循环寿命。总的来说,电极材料的力学劣化是无法避免的,但可以通过合适的改善措施,延迟、减缓力学劣化的影响。