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关键词： 煤化工   煤气化炉渣   高盐废水   微观结构  

摘要： 本研究以煤气化炉渣为主要原料,煤化工高盐废水替代自来水为拌合剂,辅以少量的Ca(OH)_(2)制备了煤气化炉渣基胶凝材料,研究了高盐废水掺量和养护制度对煤气化炉渣基胶凝材料的抗压强度的影响,并借助X射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等技术手段分析材料的性能影响机理。结果表明:高盐废水辅助Ca(OH)_(2)激发的煤气化炉渣基胶凝材料的抗压强度随废水掺量的增加,呈先增加后减少规律;蒸汽养护优于常温养护,蒸汽养护的试件28 d抗压强度可达到14 MPa,与室温养护相比提高了2.6倍。高盐废水辅助Ca(OH)_(2)加速了煤气化炉渣中活性硅铝的水化,使T-O的非对称伸缩振动吸收峰和H-O的非对称伸缩振动吸收峰发生了偏移,生成更多的硅铝酸盐凝胶,提高了煤气化炉渣基胶凝材料的致密度。

关键词： 碳纤维复合材料   拉伸性能   压缩性能   测试   优化  

摘要： 随着复合材料及其相关技术的不断发展,碳纤维复合材料在航空航天、生物化工、医疗等领域应用更加广泛。对碳纤维复合材料力学性能测试现状进行了解读,以碳纤维管为例,选择WDW-100型万能试验机对其拉伸和压缩性能进行测试和分析。由于碳纤维管状复合材料直径不同和试验机测量范围有限,对其力学性能测试方式进行了优化,以期提升对此类复合材料力学性能的测量精准性和可靠性。

关键词： 改性聚苯醚   聚四氟乙烯   硅油   力学性能   热变形温度   耐摩擦磨损性能  

摘要： 采用直径为3.0μm的短玻纤(GF)(GF质量分数为20%)增强改性聚苯醚(MPPO),将其与粒径为5~7μm的聚四氟乙烯(PTFE)微粉和甲基苯基硅油构成摩擦因数较低的耐磨体系。通过熔融共混法制备PTFE改性GF增强MPPO材料(简称MPPO/20%GF复合材料)。对MPPO/20%GF复合材料的力学性能、热变形温度、摩擦因数和磨损质量进行测试,对比分析GF直径、PTFE粒径和PTFE添加量对MPPO/20%GF复合材料的强度、摩擦因数和耐热性的影响。结果表明:短GF、PTEF、甲基苯基硅油添加质量分数分别为20%、15%、2%的MPPO复合材料具有较高的力学强度,摩擦因数为0.3,磨损质量为3.5 mg,热变形温度达到135℃,综合性能最佳。

关键词： 缠绕复合材料   面内剪切   层间剪切   威布尔分布  

摘要： 为研究碳纤维缠绕复合材料的力学性能,采用先缠绕成型,再展开铺平,最后固化成型的方法制作了铺层的纤维缠绕复合材料剪切试件,并结合NOL环试件进行了缠绕复合材料的拉伸、层间剪切和面内剪切试验,获得了缠绕复合材料的基本力学性能参数,并采用最大似然估计对其进行了分析。结果表明,纤维缠绕复合材料面内剪切强度、拉伸强度和层间剪切强度均服从双参数威布尔分布;纤维缠绕复合材料剪切应力-应变曲线呈现出典型的非线性特征,纤维交叠结构对缠绕结构内部的损伤扩展起到了阻碍作用,导致其面内剪切失效应变明显大于复合材料层合板的面内剪切失效应变。

关键词： 数字孪生   高通量制备   铸造   3D打印   集成计算材料工程  

摘要： 高通量计算、高通量实验和数据库技术为材料基因工程的3大关键技术,旨在高效地加速新材料的设计与开发。在我国新一代智能制造的驱动下,数字孪生技术已成为数据驱动的集成计算材料工程关键技术。面向精密铸造技术领域,建立了集成金属材料铸造性能测试与标准试样高通量制备的方法和系统,包括浇铸系统优化设计、铸造性能测试系统和标准试样高通量制备阵列组合系统。通过集成3D打印技术,实现了系统设计和制备的数字孪生。结果表明,采用试样高通量制备阵列组合系统制备的蜡模精度高,功能模块单元组合灵活、方便,可节省传统压模工具,降低成本、减少力学性能试样的加工量和原材料消耗、缩短制备时间。该集成系统还可用于砂型、金属型和精密铸造等试样的制备过程。

关键词： 碳纤维复合材料   超声无损检测   内部缺陷   力学性能   ABAQUS仿真  

摘要： 碳纤维复合材料内部结构的健康程度将直接影响到零部件的整体性能。采用高频超声衰减法对碳纤维复合材料进行内部无损检测。在超声波频率为30 MHz、探头距离工件表面1 cm、等离子水介质条件下,通过超声C扫描、X扫描,分析和确定内部缺陷位置及形状,并通过剖切试样,采用光学显微形貌表征对内部缺陷进行确证。采用ABAQUS对层间缺陷的力学性能影响规律进行仿真。结果表明:不同缺陷尺寸、不同温度条件对材料断裂强度的影响规律不同。

关键词： 实验教学   课程设计   材料力学  

摘要： 实验实践类教学是专业培养计划的重要组成部分,相对于理论课程,理论课程配套实验或实验实践类课程在师资配置、教学方法与课程内容方面更需提升。对于教学实验内容与要求的设计,目前存在流程固化和测试数据为本的趋势。教学实验的目的和作用是教学内容设计与评价标准设定的基础,这也是"回归初心"的体现。本文通过材料力学实验课程现状分析,探讨教学实验课程的内容设计与实施模式。

关键词： 虚拟仿真   材料力学   教学改革   融合式教学  

摘要： 借助虚拟仿真实验探索材料力学教学改革的新路径,该文构建了材料力学虚拟仿真分层实验体系,重点介绍了3个典型虚拟仿真实验项目,并探索与虚拟仿真实验教学体系相适应的教学配套措施,从而能够借助虚拟仿真实验,促进材料力学教学信息化的发展以及实现线上线下融合式教学,为材料力学教学改革提供一条可能路径。

关键词： PVA纤维   钢渣粉   水泥基复合材料   韧性   力学性能  

摘要： 利用钢渣粉等质量替代20%、40%、60%、80%的水泥制备了PVA纤维水泥基复合材料胶砂试件,并进行了抗折、抗压试验和薄板四点弯曲试验,分析了钢渣粉对PVA纤维水泥基复合材料力学性能和韧性的影响。结果表明:随着钢渣粉掺量的增加,试件的抗折、抗压强度均呈下降趋势,且抗压强度损失较抗折强度快;当钢渣粉掺量为20%时,试件的抗弯承载力达到最大;当钢渣粉掺量为80%时,试件的韧性和能量吸收能力大幅提高。

关键词： 复合材料   无损检测   反问题   边界位移   有限元更新法  

摘要： 非均质材料参数识别在工程学、医学以及生物力学等众多领域具有重要意义。目前求解材料参数识别这类反问题主要采用优化方法,通常需要已知结构的全场位移信息,使含有位移的目标函数最小化,从而获得材料参数分布。然而在实际工程中,结构内部的位移较难测量且测量精度低。因此,本文拟提出一类仅利用边界位移就能进行非均质材料参数分布反演的方法。与一般基于全场位移的反演算法相比,基于边界位移场的反演算法,可在全场位移较难测得时,仍能较好地重建非均质材料的力学参数。本文拟利用该方法对复合材料层合板模型进行材料参数反演,验证本文方法的可行性,并分析不同组数测量边界位移场对反演结果的影响。本文提出的基于边界的非均质材料反演方法对结构的损伤识别和无损检测具有重要意义。