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关键词： TiB_(2)/42CrMo梯度材料   应力分布   分层设计   仿真分析  

摘要： 在以往超重力场合成梯度材料的基础上优化制备的工艺参数,制备出TiB_(2)-TiC-Fe组分呈连续梯度变化的TiB_(2)/42CrMo复合材料。经XRD、SEM观察其梯度层间陶瓷/合金相界呈连续梯度变化。通过硬度测试,得出硬度自陶瓷部分至金属部分呈梯度递减变化,中间梯度层的弹性模量变化形式更趋近于三角函数。在相关参数提取研究的基础上,建立层状强度解析模型。之后采取ANSYS有限元仿真的方法,模拟分析了在施加外部位移载荷的条件下,层状模型的正应力与切应力分布,得出了梯度材料底部金属所承受的最大拉应力为造成该型材料损伤失效的主要原因,与实际材料的三点弯曲实验现象相对应。最后通过研究材料长厚比对应力分布的影响,得出在一定的尺度范围内,梯度材料的力学性质不会随长厚比的增大而线性无限增大,对下一步工程材料设计具有一定指导意义。

关键词： Dissimilar metals  

摘要： The complicated driving force at the stress corrosion cracking (SCC) tip of the safe-end dissimilar metal-welded joints (DMWJs) in the pressurized water reactor (PWR) is mainly caused by the heterogeneous material mechanical properties. In this research, to accurately evaluate the crack driving force at the SCC in DMWJs, the stress-strain condition, stress triaxiality, and J-integral of the crack tip at different positions are analyzed based on the heterogeneous material properties model. The results indicate that the larger driving force will be provided for the I-type crack when the crack is in the SA508 zone and the interface between the 316L region and base metal. In addition, the heterogeneous material properties inhibit the J-integral of the crack in the 316L region, which has a promoting effect when the crack is in the SA508 zone and weld metal. It provides a new idea for analyzing driving force at the crack tip and safety evaluation of DMWJs in PWRs.

关键词： 材料力学   系统式教学方法   创新能力  

摘要： 主要围绕材料力学课程与专业课程衔接中的过程环节,多方面探讨了如何提高学生对知识的掌握程度和应用能力,培养学生的创新能力,有助于学生扎实学习该课程,为后续专业课程的学习提供基础。

关键词： gradient plasticity   localization   post-localization and size effects   adiabatic shear banding   plastic spin and rotational bands   Portevin-Le Chatelier bands  

摘要： A number of new trends in material mechanics and engineering science can be traced back to the PhD work of Hussein Zbib at Michigan Technological University (MTU). In particular, the topics of shear bands and plastic instabilities found a new basis and direction, prompting distinguished researchers-whom he begun interacting with during his doctoral and post-doctoral years (seeAppendix)-to turn their attention to gradient plasticity and make their own monumental contributions in this field. This article first provides a brief account of the initial attempts, I had the joy to share with him, on gradient mechanics theory and its implications to the problems of strain localization and size effects. It then continues with a brief exposition of topics that his "scientific family" has taken up in parallel with him or later on. Finally, it concludes with a sketch of ideas I discussed with him during his post-doctoral period at MTU and his tenure period as a faculty member and Chairman at Washington State University (WSU) which, unfortunately, he did not have the time to elaborate upon.

关键词： 纤维掺量   轴心受拉   应力-应变曲线   力学性能  

摘要： 对混掺聚乙烯醇纤维(PVA)与12 mm两端直勾型精细钢纤维的水泥基复合材料进行立方体抗压和哑铃试件轴向拉伸试验,分析纤维掺量对混掺纤维水泥基复合材料抗压、抗拉强度和韧性的影响规律。结果表明:混掺精细钢纤维可以提高水泥基复合材料的立方体抗压强度、抗拉强度和韧性;随着精细钢纤维的增加,其抗压强度、抗拉强度和极限拉应变呈先增大后降低的趋势,当精细钢纤维掺量为1.2%时,28 d立方体抗压强度平均值比单掺PVA纤维提高了61.9%;当精细钢纤维掺量为0.8%时,28 d抗拉强度和极限拉应变分别比单掺PVA纤维提高了56.9%和240%。

关键词： 材料力学   隐性德育   课程思政   设计与实践  

摘要： 自2016年全国高校思政工作会议召开以来,“课程思政”逐渐成为各大高校践行育人育心、立德铸魂的重要理念和主要抓手。在工科基础课《材料力学》中实施课程思政,可以不断发掘力学类课程在培养工科专业学生的科学精神、逻辑思维、工程素养、工匠精神及创新意识等方面的优势。在教学实践过程中将思政元素与艰深的力学知识有机融合,在教授力学知识的同时,以润物细无声的方式用科学家们坚忍不拔的科学精神进行精神洗礼,用力学所蕴含的严密逻辑体系、科学思维、创新能力等,进一步增强学生主动学习意识,培养学生强烈的社会责任感。本文从前期的教学设计和教学实践的角度阐述了本校《材料力学》课程思政教育过程中的一些有益的经验与做法,希冀能与学界广泛沟通与交流,促进思维火花的碰撞,全员全过程全方位做好高等学校中的立德树人工作。

关键词： 缝合   复合材料   泡沫夹层   力学性能   滚筒剥离  

摘要： 采用真空辅助树脂注射(VARI)成型工艺制备不同缝合方式和缝合密度的缝合泡沫夹层复合材料,研究缝合参数对平面拉伸、三点弯曲、芯子剪切以及滚筒剥离性能的影响。结果表明:缝合使泡沫夹层复合材料的平面拉伸强度和芯子剪切强度明显降低,可以改善弯曲性能并大幅提高滚筒剥离性能,改进锁式缝合方式优于临缝式缝合方式;适当地增加缝合行距对力学性能有一定的积极作用,但不利于滚筒剥离性能的提高;与未缝合泡沫夹层复合材料相比,当缝合密度为30 mm×10 mm时,改进锁式缝合泡沫夹层复合材料的平拉强度和芯子剪切强度分别降低了14.75%和24.79%,弯曲强度和平均剥离强度分别提高了7.96%和80.78%。

关键词： 材料力学   线上线下结合教学模式   OBE   教学改革  

摘要： 材料力学作为基础课,基于传统线下课堂教学模式存在的问题,本文提出材料力学线上、线下结合教学模式探索。通过雨课堂等线上教学平台弱化材料力学中抽象内容,同时结合单元课程作业,能有效帮助学生理解材料力学理论知识。在线下课堂教学过程中结合材料科学发展前沿,激发学生兴趣;同时通过线上学习理论基础上进行工程应用拓展。根据线上线下教学实际,结合OBE教育理念,改革考核方法,对学生课程学习进行跟踪性评价。结果表明,线上线下结合教学模式能扩展学生学习的时间和空间,有利于教师对学生学习效果进行评价,并对提升教学质量有显著效果。

关键词： 岩石力学   循环荷载   强度特征   变形特征   破坏特征  

摘要： 工程实际中的岩体常常受到地质构造运动、工程施工及次生应力场等循环荷载作用,表现出与单调荷载不同的力学特性。为了更好地研究循环荷载作用下岩石材料的力学特性,对强度特征、变形特征及破坏特征3个方面进行了总结分析,同时对现有研究的局限性提出了几点建议:在更宽频率范围内研究频率对循环力学特性的影响,从而得出更为准确的结论;将现有的力学理论与数值模拟手段结合起来研究岩石材料的循环力学特性;通过扫描电镜与原位CT扫描等技术深入开展循环荷载下岩石力学特性的微观结构研究,探究岩石材料的失稳破坏机制。

关键词： 注浆   碳纤维   聚合物   力学性能   微观结构   失效模式  

摘要： 针对松散破碎巷道控制问题,普通水泥注浆存在诸多缺陷,且水泥颗粒不能注入半径小于0.2 mm的孔隙或者裂隙中。本文采用碳纤维、聚合物以及超细水泥制备试块,通过单轴压缩试验及巴西劈裂试验确定注浆材料的最佳配合比。试验结果表明,当碳纤维掺量为水泥掺量的1.0%(质量分数)时,水泥砂浆试块性能最佳。采用电子扫描显微镜(SEM)确定试块微观结构,结合聚合物成膜的Ohama模型和Konietzko模型,分析其微观结构形成过程及碳纤维失效模式,揭示碳纤维增强聚合物水泥注浆材料微观增强机理。本文为降低深部破碎煤岩巷道维护成本,实现深部开采可持续发展提供了技术支撑。