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关键词： 橡塑复合材料   耐磨特性   耐腐蚀性能   分子动力学模拟   机器学习  

摘要： 橡塑复合材料因其良好的耐磨、耐高温和耐腐蚀性,被广泛应用于石油化工、航空和汽车等领域。因此综述了以橡胶和酚醛树脂为基体的橡塑复合材料。总结了对其增强改性的纳米材料和耐腐剂,例如石墨烯(GO)、碳纳米管(CNTs)和防老剂4010NA等。同时分析了橡塑复合材料的拉伸、压缩、耐磨特性和耐腐蚀等性能。明确了表面涂层法能有效延缓橡塑复合材料的腐蚀。最后归纳了橡塑复合材料宏观试验的研究方法。同时总结了分子动力学模拟和机器学习两种研究方法。发现两种研究方法均可模拟原子和分子的行为并快速准确地预测材料性能。

关键词： 焊接工艺   金属材料   力学性能   影响  

摘要： 焊接工艺在金属结构生产中占据关键地位,对焊接接头的力学性能具有显著影响。通过优化焊接工艺参数,可以显著提升焊接接头的力学性能,并减少气孔、裂纹等焊接缺陷。本研究还探讨了不同金属材料(如低碳钢、不锈钢、铝合金等)在不同焊接工艺中的表现,揭示了材料性能与焊接工艺之间的相互作用机制。通过对比分析,本研究为优化金属材料焊接工艺提供了科学原理和实用指南,有助于提升焊接结构的整体性能和可靠性。

关键词： 尼龙66   间规聚苯乙烯   增容剂   玻璃纤维增强复合材料  

摘要： 采用双螺杆挤出机熔融共混,制得玻璃纤维(GF)增强尼龙66(PA66)/间规聚苯乙烯(sPS)复合材料。选用3种不同接枝率的马来酸酐接枝聚苯醚作为复合材料的增容剂,首先考察不同接枝率增容剂对GF增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响,同时采用差示扫描量热(DSC)仪、热重(TG)分析仪和扫描电子显微镜对复合材料的结晶性能、热性能及微观形貌进行测试与表征;然后,根据力学性能测试结果,从3种增容剂中筛选出最佳增容剂,探究增容剂含量对GF增强PA66/sPS复合材料力学性能的影响。结果表明,在同等增容剂用量下,接枝率为1.0%的增容剂FB820的增容效果最佳;DSC和TG测试结果表明,使用3种增容剂制得的GF增强PA66/sPS复合材料的结晶温度、熔融温度和热稳定性基本一致。当增容剂FB820用量为4份时,复合材料的力学性能最佳,拉伸强度为176 MPa,弯曲强度为219MPa,非缺口冲击强度为39 kJ/m^(2),缺口冲击强度为12.7 kJ/m^(2)。

关键词： 碳纤维增强树脂基复合材料   湿热老化   力学性能   数值模拟  

摘要： 为了深入研究湿热老化环境下碳纤维增强树脂基复合材料(Carbon fiber reinforced polymers,CFRP)力学性能退化行为,开展了30℃和50℃两种水温下CFRP材料的浸水老化试验,随后进行老化0、6、12、18、24、30 d后样件的拉伸和压缩性能测试,并结合SEM分析老化前后CFRP试件破坏形貌。基于有限元软件ABAQUS二次开发功能,构建了考虑湿热老化效应的层内断裂和层间分层失效的二维本构模型,并对老化前和饱和吸水状态下CFRP力学性能进行计算。结果表明:30℃和50℃两种温度下,CFRP吸湿行为均符合菲克定律;随温度提升和老化时间的延长,CFRP力学性能呈现出下降趋势。此外,相比拉伸性能,CFRP压缩性能受湿热环境影响更大,在50℃老化30 d后,CFRP压缩强度和模量降幅分别为39.3%和10.8%,远高于拉伸强度和模量的降幅(8.11%和7.08%)。分析原因是CFRP浸水老化过程中,水分子扩散会导致纤维-基体界面与基体性能恶化,而CFRP压缩性能对以上变化更敏感。

关键词： 材料力学   多元化   教学改革  

摘要： “材料力学”是土木工程专业一门重要的专业基础课程。本文针对目前“材料力学”课程教学存在形式单一、案例硬融入特点较为突出、案例教学与考核联系不紧密等问题,并结合本校土木工程专业实际教学情况,从建立多元化案例素材库、构建合理的案例素材融入机制、将案例教学与考核相结合几个方面出发提出了教学改革,并以压杆稳定问题进行实际的教学案例举例,通过对该问题的探索,达到培养具有扎实力学基础、创新能力、社会责任感的优秀人才的目标。

关键词： 异种金属焊接接头   载荷-位移曲线   压入响应参数   力学性能参数  

摘要： 通过ABAQUS有限元分析软件模拟压入试验并结合控制单一变量法,在Hollomon本构模型的基础上,分析了不同材料力学性能参数(屈服应力和应变硬化指数)与载荷-位移曲线加载段压入响应参数(加载曲率和加载指数)的关系,建立由加载段压入响应参数反求材料力学性能参数的预测公式,以有限元分析时输入的屈服应力和应变硬化指数作为约定真值,验证预测方法的准确性;通过该预测方法获得SA508钢/52M合金堆焊层/52M合金对接焊缝/316L钢异种金属焊接接头的材料力学性能参数分布。结果表明:预测公式计算得到屈服应力和应变硬化指数的最大相对误差绝对值分别为10.5%,6.29%,所建立的公式可以较为准确地预测异种金属焊接接头局部区域的材料力学性能参数。计算得到异种金属焊接接头两侧热影响区的屈服应力和应变硬化指数变化明显,随着距熔合线距离的增加,屈服应力减小,而应变硬化指数增大;母材以及52M合金堆焊层和对接焊缝的屈服应力和应变硬化指数分布相对稳定。

关键词： 注浆材料   水玻璃   硫铝酸盐水泥熟料   抗压强度  

摘要： 随着煤矿开始向深部开采,受地应力的影响,矿井中巷道围岩发生较为严重的变形,通过采用注浆方法来加固围岩,改善巷道围岩的力学性能,保持巷道围岩稳定。采用实验室实验及抗压测试分析等相结合方法,以硫铝酸盐水泥熟料、生石灰、无水石膏为基础,掺入不同含量的水玻璃,分别测试其1 d、3 d、7 d的抗压强度,进行初凝和终凝时间试验,配制出高强水泥基。研究结果表明,在硫铝酸盐水泥熟料水灰比为0.8时,水玻璃的最佳掺量为0.4%,其中1 d、3 d和7 d的抗压强度分别为9.5 Mpa、15.5 Mpa、16.8 Mpa。水玻璃为0.4%时,试块体积膨胀率最高为1.56%,最低为0.79%。水玻璃0.2%时,试块体积膨胀率最高为1.49%,最低为0.66%。所配制的高强水泥基具有早强、高强、凝结时间短、微膨胀等特性。

关键词： 改性   贝壳粉   芦苇   聚乙烯   力学性能  

摘要： 本研究采用干法改性制备了改性贝壳粉,证明了改性剂的包覆,发现改性贝壳粉的表面更加粗糙,接触角增加,疏水性提高。在此基础上,考察了改性与未改性贝壳粉的添加量对芦苇纤维/聚乙烯复合材料性能的影响。结果表明:当改性贝壳粉的添加量为10%时,复合材料的弯曲强度、拉伸强度和冲击强度达到最大值,当添加量为15%时,其弹性模量达到最大值。改性后的贝壳粉在基体中的分散更加均匀,有效改善了复合材料的力学性能。

关键词： 材料力学   压杆稳定   能量原理   线性温度梯度   热屈曲   单壁碳纳米管  

摘要： 压杆稳定是大学材料力学课程的重要组成部分,也是比较难讲述的部分.在经典材料力学理论中,临界载荷通过讨论屈曲状态下压杆的近似平衡微分方程的非零解条件得到.该方法简单但较抽象,且不便用于复杂工程稳定性问题的具体求解.为了使学生更好地理解压杆稳定问题的含义及其处理方法,本文从虚功原理和最小势能原理出发,重新梳理了经典压杆稳定问题,并基于这一思路分析了碳纳米管在纵向温度线性梯度下的热屈曲问题,希望为压杆稳定问题的教学和研究提供新的思路,帮助学生更好地理解和掌握压杆稳定的概念和处理方法.

关键词： C/SiC复合材料   残余硅   摩擦磨损性能   力学性能   啸叫  

摘要： 为研究C/SiC复合材料摩擦引起的高频啸叫机制,以准三维整体针刺碳纤维毡作为预制体,经化学气相沉积法沉积热解碳得到C/C坯体,再经反应熔渗法高温渗硅得到C/SiC复合材料,研究残余Si含量对C/SiC复合材料力学和摩擦学性能的影响,探究残余Si产生啸叫的机制,得出残余的Si的最佳含量。结果表明:残余Si含量对材料的力学性能、摩擦磨损性能以及高频啸叫的产生有重要影响,随着复合材料中残余Si含量的减少,碳化硅含量也减少,碳含量增多,材料的层间结合强度增大,室温热扩散率提高,材料的压缩强度、抗弯强度和剪切强度增大;残余Si在复合材料中碳纤维束和针刺孔隙内聚集成大颗粒硬质点,由于润滑组元不足,大颗粒硬质点在法向压力作用下滑动摩擦,产生模态耦合现象,形成明显的槽状沟槽,产生自激振荡,从而出现摩擦剧烈振动和高频啸叫现象;当复合材料中残余Si的质量分数为5%左右,碳化硅质量分数在40%左右,可得到较稳定的摩擦因数、较低的磨损率和无高频啸叫现象。