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关键词： 氮化硼(BN)   聚四氟乙烯(PTFE)   复合材料   填充   灭弧喷口   力学性能   失效机理  

摘要： 系统研究了不同含量氮化硼(BN)填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料的拉伸强度及断面微观形貌,分析了冷压–烧结工艺成型过程中BN/PTFE复合材料各组分的变化规律,提出了该类材料断裂失效机理,指出添加BN会使PTFE材料出现结合不良的微观界面,破坏PTFE材料结构完整性,影响应力在复合材料内的有效传导,从而导致力学性能下降,且随BN含量的增加,BN对基体结构完整性的破坏程度会愈发明显。

关键词： 高阶思维   课程内容设计   材料力学  

摘要： 培养学生"高阶性"思维模式是一流课程建设的目的,具有一定"挑战度"的课程内容设计是该项工作的重点与难点。本文通过实例说明该工作的特征,为相关课程建设的实施提供参考。

关键词： “材料力学”   教学改革   T形截面梁   数值模拟   线模型   物理模型   数学模型  

摘要： 针对“材料力学”传统教学方式易导致学生学习主动性差、理论知识掌握不牢靠,工程运用能力不足,而新的教学改革手段则存在成本大、耗材大及未做到理论与实践相结合等问题,课题组以材料力学中受力弯曲的T形截面梁为例,基于数值模拟方法,采用线模型建立T形截面梁的简化物理模型,构建受力过程中的数学模型,并进行数值模拟。利用数学模型的理论计算及材料力学中相应判断原则得到T形梁受载荷后的剪力、挠度及弯矩分布情况与模拟结果相吻合,验证了模型的有效性。数值模拟得到T形梁受载荷后剪力云图、挠度云图、弯矩分布情况及相应位置数值的大小,可为数值模拟技术在“材料力学”教学中的应用提供指导。

关键词： 玻璃纤维增强复合材料   海水浸泡   力学性能  

摘要： 目的研究海水环境下海流能发电机组叶片用玻璃纤维复合材料力学性能的变化规律。方法在实验室内通过海水浸泡试验、拉伸试验、弯曲试验以及剪切试验,测定叶片用玻璃纤维树脂基复合材料的吸水特性,以及在人工海水介质中各项力学性能参数的演变规律。结果随着浸泡时间的增加,玻璃纤维树脂基复合材料吸水率先逐步增大、后趋于稳定,总吸水率约0.075%。抗拉强度呈先降低、后提高、又降低的趋势,抗拉强度最高可超过1100 MPa,最小值约为940 MPa。弹性模量和弯曲强度呈逐渐降低的趋势,弹性模量降幅约9.5%,弯曲强度降幅约为30%。弯曲模量变化起伏不定,变化幅度在15%以内。材料剪切强度呈先增大、后降低的趋势,最小值为189 MPa,较初始值高10 MPa。剪切模量呈先降低、后提高的现象,在浸泡28 d时,剪切模量最小,为16.4 GPa。结论玻璃纤维增强树脂基复合材料经过长期海水浸泡后,拉伸及抗剪切性能略有降低,但降幅不大,抗弯性能下降明显,需要在叶片结构设计和强度计算时,充分考虑抗弯性能衰减的负面影响。

关键词： KH560   改性硅溶胶   水泥基复合材料   力学性能   微观结构  

摘要： 使用硅烷偶联剂KH560对纳米硅溶胶进行改性从而提升其分散性,并以硅溶胶、改性硅溶胶为掺和料,制备了不同含量的水泥基复合材料试件。采用Zeta电位仪、万能试验机分别测试改性前后硅溶胶的粒径分布及复合材料的力学性能,并采用X射线衍射(XRD)以及扫描电镜(SEM)对其增强机制进行分析。结果表明:硅溶胶消耗了水泥水化生成的Ca(OH)2,生成了对混凝土强度有利的水化硅酸钙凝胶。当硅溶胶、改性硅溶胶质量分数分别为1.5%、1%时,水泥基复合材料的力学性能最好,微观结构均质而密实。其中,改性后的硅溶胶对水泥基复合材料的力学性能增强最为显著。

关键词： 磷石膏粉   水泥掺量   碱当量   力学性能   减水剂   矿物掺合料  

摘要： 以磷石膏粉、矿粉、粉煤灰和水泥为主要胶凝材料,水玻璃为激发剂,制备了磷石膏复合胶凝材料,研究了水泥掺量(0、5%、10%、15%)和碱当量(0、2%、4%)对磷石膏复合胶凝材料力学性能的影响,并对适用于磷石膏复合胶凝材料的外加剂种类和掺量进行了分析。结果表明:单掺水泥时,随着水泥掺量的增加,磷石膏复合胶凝材料的抗压强度逐渐增大,且当水泥掺量为15%时,28 d抗压强度最大,为22.9 MPa;单掺水玻璃时,随着碱当量增加,磷石膏复合胶凝材料的抗压强度总体呈逐渐增大趋势,且当碱当量为4%时,28 d抗压强度最大;水泥和水玻璃复合使用时的最佳组合为10%水泥+4%碱当量;与聚羧酸减水剂相比,掺萘系减水剂磷石膏复合胶凝材料的28 d抗压强度最高可达39.4 MPa。

关键词： 氧化物弥散强化钢   钛元素   锆元素   X射线吸收精细结构   小角度X射线散射   力学性能  

摘要： 以氧化物弥散强化(Oxides dispersion strengthened,ODS)钢合金粉为研究对象,利用合金粉的真空等温热处理来模拟ODS钢的烧结成型过程。增大ODS钢中合金元素的含量,以此研究合金元素对氧化物析出相分布特征、种类及合金粉力学性能的影响。利用XRD、XAFS、SAXS等技术手段检测球磨及真空等温热处理不同时间后合金粉中氧化物析出相的分布特征、种类变化情况,同时测量各合金粉的硬度。XRD实验结果表明,当合金中添加了钛元素和锆元素后,除铁素体衍射峰外,热处理过程中还形成了Cr_(2)O_(3)相、Y_(2)Ti_(2)O_(7)相及Y_(4)Zr_(3)O_(12)相。而在不含钛元素和锆元素的合金粉中只检测到Cr_(2)O_(3)相和铁素体的存在。XAFS实验结果表明,添加了钛元素和锆元素后,合金粉的XAFS曲线发生改变,与纯钇元素及纯氧化钇样品的曲线不同,含钛元素和锆元素的合金粉经真空等温热处理0.5 h后,其中氧化物析出相的分布密度最高为2.73×10^(22)/m^(3);氧化物析出相达到分布峰值的时间早于不含钛元素和锆元素的样品,说明钛元素和锆元素会促进氧化物相的形成。同时,含钛元素和锆元素的合金粉的硬度也高于不含钛元素和锆元素的合金粉样品。

关键词： 材料力学   项目管理   实验教学改革  

摘要： 材料力学作为高校工科学生重要的专业基础课,实验部分在培养学生"理论与实践相结合"能力方面具有不可替代的作用。在应用型人才培养目标下,高校材料力学实验教学普遍存在与培养要求不协调的问题,文章基于项目管理模式对实验教学内容、教学方法、教学组织进行改革,在锻炼学生动手能力基础上,培养学生解决工程实际问题的能力。

关键词： 材料力学   思政元素   教学实践   BOPPPS教学模型  

摘要： 根据材料力学课程特点及教学内容,基于《高等学校课程思政建设指导纲要》的精神,从马克思主义哲学、工程伦理教育、大国工匠精神、家国情怀和使命担当等四方面全面挖掘课程思政元素;并结合课程教学实践,采用BOPPPS教学模型以“提高梁强度的措施”这一知识点为例进行教学设计,让思政元素和课程知识完美结合,为材料力学课程思政建设提供一定参考。

关键词： 镁基复合材料   碳纳米管   超声   力学性能  

摘要： 针对碳纳米管在镁合金基体中的团聚现象以及镁合金熔炼过程中易氧化等问题,开发了一套超声辅助真空熔炼装置,以实现碳纳米管增强镁基复合材料的低成本一体化制备。结果表明,0.2wt%CNTs/Mg复合材料经过超声处理后,碳纳米管分散性得到提高,团聚体尺寸明显减小,一部分碳纳米管分布在晶界处,另一部分碳纳米管分布在晶粒内。与未超声的复合材料相比,超声后复合材料力学性能得到改善,其抗拉强度、弹性模量分别提高了11.6%、8.5%,断裂应变降低了16.2%。