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关键词： 铸造缺陷   三维重构   非均质模型   力学性能  

摘要： 缩松和夹渣缺陷是铸件的常见缺陷,这类缺陷非均匀地分布在铸件基体中,割裂了材料的连续性,在零件服役过程中极易引起应力集中而导致零件失效,因此综合考虑非均质性特征对材料力学性能的影响具有重要意义。本文基于平板铸钢件浇铸实验,采用连续切片法获得铸件整体切片序列影像,并基于数字图像处理构建了内含缺陷的三维空间点阵,进一步采用空间点阵映射算法建立非均质材料有限元模型,在此基础上进行了均质与非均质试样模型的拉伸过程模拟研究。结果表明,采用非均质模型能更为准确地表达试样的力学性能。

关键词： ABS   亚克力人造石废粉   苯乙烯-马来酸酐共聚物   ABS接枝马来酸酐   钛酸酯偶联剂   力学性能  

摘要： 以亚克力人造石废粉对ABS进行填充改性,采用熔融共混法制备了ABS基复合材料。通过力学性能测试研究了苯乙烯-马来酸酐共聚物(SMA)、ABS接枝马来酸酐(ABS-g-MAH)和钛酸酯偶联剂三种改性剂的引入对ABS/亚克力人造石废粉复合材料力学性能的影响。结果表明:改性剂SMA、ABS-g-MAH和钛酸酯偶联剂均能在一定程度上改善ABS/亚克力人造石废粉复合体系的界面相容性,其最佳用量分别为4%、4%和3%,其中SMA对复合材料的改性效果优于ABS-g-MAH和钛酸酯偶联剂。当SMA用量为4%,亚克力人造石废粉用量为20%,复合材料的拉伸强度和弯曲强度达到最高值,分别为42.17 MPa和83.43 MPa。

关键词： BOPPPS模型   材料力学   线上教学  

摘要： 由于新型冠状病毒在湖北地区爆发,学生无法正常返校,各大高校积极响应教育部停课不停学的号召,线上教学成为目前最有效的教学手段。针对材料力学传统教学中存在的弊端,以最大限度的激发学生学习兴趣,引导学生自主学习为目标,将BOPPPS模型引入材料力学线上教学设计。本文以剪切与挤压的实用计算这一节为例,探索BOPPPS模型在材料力学线上教学中的应用,为今后材料力学教学改革提供思路和方向。

关键词： 静刚度   动刚度   动态性能   能量守恒  

摘要： 材料的基本力学性能,如刚度和强度等,通常是在准静态加载条件下测定的,即加载速度限制在不对结果产生影响的程度,但实际上该条件并没有明显的界限,工程中材料常常处于动态加载情况,其刚度和强度与静态存在明显的区别。不仅如何获得材料的动态性能是一个重要的技术问题,明确低速情况下刚度、强度等材料性能的表现特征,探讨造成材料动态性能与静态性能不同的物理机制也是一个具有理论意义的课题。本文从能量守恒的角度,对材料在动态加载情况下的变形与加载速度的关系进行了分析,基于材料力学性能与加载过程无关的认识,本文研究说明在动态加载情况下,材料变形速度造成材料细观变形机制发生变化,从而影响了材料宏观性能。上述结论与现有文献中的实验结果相比较,二者体现的规律呈现一致性。

关键词： 金属材料   力学性能   试验   试样验收  

摘要： 金属材料的力学性能是指在外部环境和外部作用力的作用力下,金属材料本身所表现的机械性质,即金属材料为抵抗外部各种作用力的负荷而产生物理变形的能力。完善金属材料性能测试技术方法相关国家标准体系,近年来继续在本文基础上总结实践经验,进行性能测试,压缩性能测试,性能测试,对测试方法及优缺点及金属材料性能测试的抽样检验,有一定的参考价值。

关键词： 应用型人才培养   学科交融度   行业对接度  

摘要： 为突出应用型人才培养特色,增强课程的学科交融度,提升课程的行业对接度,对《材料力学》课进行课程改革,更新教学内容、方式、方法,优化教学团队的知识结构,提高学生的学习兴致,提升所学知识在工程实际中的应用效果。

关键词： 混杂复合材料   碳纤维   芳纶纤维   混杂比   拉伸性能   弯曲性能  

摘要： 利用层内混杂的方式制备碳/芳纶纤维混杂纬编双轴向多层衬纱织物,通过对材料进行拉伸、三点弯曲等实验研究该织物增强复合材料的力学性能及混杂比对其力学性能的影响。结果表明,按照一定的混杂比加入芳纶纤维后复合材料的拉伸性能提高,表现出积极的混杂效应。由于延伸性好的芳纶纤维的加入,使复合材料的拉伸断裂伸长率明显提高,材料破坏模式出现了完全脆性断裂模式(C12材料破坏形式)和“扫帚”形纤维断裂模式(C8A4,C6A6材料破坏形式)。此外,按照一定的混杂比加入芳纶纤维也有效改善了碳纤维增强复合材料的破坏韧性,碳/芳纶纤维混杂MBWK织物增强复合材料的弯曲强度和弯曲模量随混杂比的提高而呈下降趋势,当复合材料中芳纶含量从42%(体积分数,下同)(C6A6)到59.2%(C4A8)的变化过程中,弯曲强度和弯曲模量的降低率较高。0°试样在混杂比为59.2%(C4A8)时,弯曲挠度最大,达到7.49 mm,远高于纯芳纶纤维或纯碳纤维增强的复合材料。所有90°混杂复合材料试样的弯曲挠度均高于纯芳纶纤维或纯碳纤维增强的复合材料,表现出积极的混杂效应。

关键词： 土木工程   材料力学   教学研究   典型案例  

摘要： 在材料力学的教学中,案例教学是一种行之有效的方法,可以激发学生学习的兴趣和主动性。当今主流的材料力学教材均以机械相关的结构或构件为教学背景,很少涉及土木工程案例。历史悠久的土木工程学科,拥有众多的建设成就,也存在众多的失败案例。如果作为教学案例展示给土木工程专业的学生,不仅可以让材料力学的课程教学充满活力,还可使学生更快接触专业知识。依据材料力学课程安排,列举了与土木工程相关的几个典型案例,分别对应材料力学课程中的相关章节,可为课堂教学提供参考。

关键词： C/C复合材料   ZrB2-SiC涂层   抗热震性能   高温氧化   弯曲力学行为  

摘要： 为提高炭/炭(C/C)复合材料的高温抗氧化性能,同时分析涂层制备及高温氧化对涂层材料力学行为的影响,在C/C复合材料表面采用反应熔渗、料浆涂刷结合化学气相沉积工艺制备了SiC/ZrB2-SiC/SiC三层高温抗氧化涂层。利用SEM和XRD分析复合涂层的微观结构和相组成,考察涂层复合材料1500℃高温抗氧化和1500℃-室温的抗热震性能,研究高温氧化及热震对涂层C/C复合材料力学行为的影响。结果表明,复合涂层试样1500℃静态空气环境下具有优异的抗氧化及抗热震性能:1500℃氧化20 h后试样保持增重,1500℃至室温热震50次后增重为0.69%。因涂层制备过程中粉料的渗入反应,复合材料弯曲强度增长了7.08%。在经历1500℃氧化20 h和1500℃至室温50次热震后,涂层复合材料弯曲强度有所下降,且因材料界面结合力的减弱使得纤维拔出特征明显,材料塑性断裂特征增强。

关键词： 氧化石墨烯增强   分散性   GO/EP复合材料   力学性能  

摘要： 采用简便的超声分散方法提高了氧化石墨烯(GO)在环氧树脂基体(EP)中的分散性,采用傅里叶红外光谱(FT-IR),X射线衍射仪(Xrd)表征了GO的成分,使用原子力显微镜(AFM)表征了GO的分散性,最后研究了GO含量对GO/EP复合材料力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)研究了GO的增强机理。结果表明:使用超声波探头可以将GO均匀分散在丙酮溶剂中,浓度可达2mg/mL。当GO含量为0.3wt%时,GO/EP复合材料的力学性能最佳,其中拉伸强度和冲击强度分别为71.24MPa和19.64kJ/m^2,分别提高了108%和151%。主要的增强机理是由于GO与环氧树脂基体中良好的粘结强度,使得GO可以承受更多的作用力,并从EP基体中传导,起到很好的吸收能量和分散力的作用。