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关键词： 电力工程   材料力学  

摘要： 电力工业是国家的基础工业,是国家的第一、二、三产业可持续发展的重要保障。随着国家强国战略的发展,"一带一路"成为电力行业发展的新目标。而电力行业的发展需要对设备材料有着更高的要求,材料力学则在该工程领域有着不可替代的作用。本文从材料力学与电力工程的宏观联系及微观实例,对材料力学在电力工程中的应用进行了一定的探讨,分析了材料力学对解决电力工程建设的必要性。1材料力学与电力工程的现状

关键词： 整体中空   夹层结构材料   理论研究   数值仿真   力学性能   隔声性能  

摘要： 航空、航天和建筑等多个领域的迅猛发展对材料的综合性能提出了越来越高的要求,优势单一的材料已经很难满足实际的使用需求。整体中空夹层复合材料是一种新型一体化机织夹层结构材料,兼具机织复合材料和夹层结构的优良性能,应用前景广泛。本文围绕整体中空夹层复合材料的力学与隔声性能展开研究,以期为该材料的推广应用提供理论依据。主要内容包括:(1)通过对整体中空夹层复合材料细观结构的分析和观测,引入“双菱形”芯材结构模型对整体中空夹层复合材料侧拉、侧压、平压、剪切和弯曲等工况下的力学性能进行理论研究,建立了相应理论预测模型,通过将预测结果与试验结果的对比验证了计算的准确性和模型的合理性。同时基于MATLAB平台将理论算法集成,制作了图像交互界面,在此基础上进一步探究织造参数对该材料力学性能的影响。(2)基于“双菱形”芯材结构模型,根据整体中空夹层复合材料不同工况的受力特点,建立了不同尺寸的细观结构模型;采用渐进损伤和屈曲等分析方法对该材料的刚度和强度性能以及细观失效机理进行数值仿真分析,并通过试验对仿真结果进行了验证和补充。(3)在力学性能研究的基础上,基于商用有限元软件ABAQUS建立整体中空夹层复合材料隔声分析的有限元模型,开展了其隔声性能的计算分析,研究了入射角、芯材厚度、面内尺寸和边界约束条件等系统参数对该材料隔声量的影响规律。

关键词： 酸激发   纤维增强   干燥收缩   工业废渣  

摘要： 降低水泥工业的能源、资源的消耗,减少水泥生产过程中碳排放量,提高工业废渣的利用率,已成为我国实现节能减排、低碳经济和可持续发展的关键。酸激发水泥基材料不仅可以降低水泥用量,降低造价,而且可以提高新建材资源的利用率。这对于节约资源能源具有重要意义。本文以原材料物理化学性质为基础,通过分析酸激发水泥基材料强度的影响因素得出最佳配合比。通过微观检测手段及水化热试验分析酸激发水泥基材料的水化机理。通过掺加纤维对酸激发水泥基材料强度的影响确定出较优纤维种类及掺加方式。在上述研究基础上,分析醋酸掺量、养护方式等因素对酸激发水泥基材料收缩性能的影响。酸激发水泥基材料力学性能研究表明,醋酸的激发效果优于盐酸和硫酸。醋酸掺量为5%时,酸激发水泥基材料28d抗压强度可达61.14MPa,达到P·O52.5水泥对抗压强度的要求;醋酸掺量为5%、粉煤灰+矿粉掺量为50%时,酸激发水泥基材料28d抗压强度可达47.16MPa,达到P·O42.5水泥对抗压强度的要求。酸激发水泥基材料微观检测结果表明,掺加醋酸时,水泥浆体反应剧烈,水泥水化温度急剧上升,放热量增加,放热速率增加;7d时,掺加醋酸的水泥石内部很难找到水泥颗粒,水泥石密实度高,孔隙率低,有害孔大大减少。纤维增强酸激发水泥基材料力学性能研究表明,双掺体系的增强效果高于单掺体系的增强效果;单掺纤维时,玻璃纤维的增强效果优于碳纤维的增强效果;玻璃纤维掺量为2%时,酸激发水泥基试件的28d抗折强度可达10.92Mpa,28d抗压强度可达66.28Mpa;双掺纤维时,玻璃纤维掺量3%、玻璃纤维微粉掺量为2%的试件的28d抗折强度达11.03Mpa,28d抗压强度达67.21Mpa。酸激发水泥基材料的收缩性能研究表明,水泥基材料收缩变形曲线划分为两个阶段,第一个阶段曲线增长速度快,近似直线式增长,第二个阶段曲线增长速度变慢;醋酸对水泥石的收缩有抑制效果,随着醋酸掺量的增加,收缩抑制效果越好;玻璃纤维对水泥石的收缩有抑制效果,且掺加二元玻璃纤维比单掺玻璃纤维的效果更好。

关键词： 玻璃纤维   水泥基复合材料   吸声性能   压汞试验   孔结构  

摘要： 随着社会高速发展,噪音对于人们在各个方面的影响越发明显。为了拥有一个舒适的生活环境,建筑材料吸声性能的研究就变得十分必要。目前,人们对水泥基材料吸声性能的研究十分有限。本文针对玻璃纤维增强水泥基复合材料的(Glass Fiber Reinforced Cement-based Composites,GFRCC)力学性能及吸声性能进行研究,并从宏观及微观角度探究GFRCC力学性能及吸声性能。利用正交试验给出了GFRCC力学性能优化配合比,即水灰比为0.3,灰砂比为1:1.3,玻璃纤维体积掺量为0.4%。在GFRCC力学性能优化配合比基础上,通过材料力学性能试验以及函数传递法分别研究了矿物掺合料对GFRCC力学性能和吸声性能的影响。结果显示:矿物掺合料对GFRCC抗折、抗压强度有明显的影响,GFRCC抗折、抗压强度随粉煤灰掺量增大而降低,随硅灰掺量增大而提升;在相同粉煤灰掺量下,GFRCC抗折、抗压强度随龄期增长而提高;复掺矿物掺合料对材料抗折、抗压强度的影响具有叠加效应。矿物掺合料对GFRCC吸声系数有影响,GFRCC吸声系数随粉煤灰掺量增大而先提升后降低,在掺量为20%时,达到峰值;GFRCC吸声系数随硅灰掺量增大而提高;在粉煤灰掺量相同时,养护龄期对GFRCC吸声系数没有明显的影响;复掺矿物掺合料对材料吸声性能的影响具有叠加效应。本文利用压汞试验对GFRCC微观孔结构进行研究,以探究宏观现象与微观孔结构之间的关系。通过试验得出结论:矿物掺合料对GFRCC微观孔结构有明显影响,粉煤灰与硅灰均可以对GFRCC中粗大孔隙进行填充,使得GFRCC中孔径分布得到改善;在相同粉煤灰掺量条件下,GFRCC中孔结构随龄期增长而改善;同时发现,GFRCC内部孔结构对材料吸声性能没有明显的影响。

关键词： MOOC平台   材料力学   半翻转式   教学模式  

摘要： 材料力学作为专业基础课程,是基础理论课程和相应专业课程的对接纽带课程,是一门至关重要的课程。随着高校课时的压缩,传统课堂教学任务繁重,教学效果日渐下降的情况下,现提出基于MOOC(Massive Open Online Course)平台的半翻转式教学模式。对于简单章节可以直接进行传统课堂教学,而重点章节则通过半翻转式教学模式进行,希望能对材料力学课程建设提供建议。

ISBN: (纸本)9787111583981

关键词： 土的结构性   三轴试验   胶结量   强度   强度指标  

摘要： 土的结构性主要包括土中颗粒的几何特性和力学特性,这两个方面是土的结构性研究中很重要的两个部分。本文主要采用不同种类的颗粒材料人工胶结试样进行三轴试验,来模拟土的结构性中的胶结方面,以胶结材料在孔隙中的填充率的不同作为不同胶结量的指标,探究了不同胶结量等因素对不同种类颗粒材料人工胶结试样的力学特性的影响。具体工作如下:首先采用不同比例的蜡和膨润工作为胶结材料,直径为3mm的等粒径钢珠和玻璃珠分别作为两种不同的骨架颗粒材料,70%和80%两种孔隙填充率作为控制条件试样,然后进行常规三轴试验。研究了 70%和80%不同孔隙填充率的条件下,孔隙比和含蜡率因素对强度的影响。然后再将强度和强度指标等试验数据与90%孔隙填充率得出的试验结果进行对比,揭示了其中的规律性。此外,在不含骨架颗粒的情况下,使用纯胶结材料试样进行常规三轴试验,将得出的强度和抗剪强度指标的结果与含有骨架颗粒材料的结果进行对比,进而将球体颗粒和胶结材料对试样强度的贡献区分开来。通过以上试验内容,本文主要得到了以下结果:(1)钢珠和玻璃珠人工胶结试样的强度均随着胶结量的增加而增加。在同种条件下,随着围压增加,试样应力应变的峰值强度也会增加。不同胶结量的条件下,含蜡率和孔隙比这两个方面对试样的力学特性也分别有着显著的影响。(2)钢珠和玻璃珠人工胶结试样的粘聚力均是随着胶结量的增加而增加。内摩擦角受含蜡率的影响很大,含蜡率较低时,胶结量越大,内摩擦角越大;含蜡率为100%时,胶结量越小,内摩擦角越大。(3)纯胶结材料所成试样的强度、粘聚力和内摩擦角远小于三种胶结量条件下含有球体颗粒试样的结果,说明了球体颗粒在试样中主要起到了骨架支撑作用,说明这种人工胶结试样试验模拟胶结的正确性。

关键词： 水工   黏土基   固化材料   力学性能  

摘要： 在水工方面,黏土基固化材料是一种重要的材料,其力学性能将对整个工程质量产生影响.本文采取试验研究的方式,对水工黏土基固化材料的力学性能加以研究,主要原料使用水工整治中产生的黏性土,固化剂采用无机结合料,包括矿粉、石膏、水泥.利用半干法压制成型,对黏土基固化材料进行制备.结果显示,黏土基固化材料,以65％的黏性土、18％的水泥、12％的矿粉、2％的石膏、3％的石灰为最佳配合比.力学性能方面,可达到25.6MPa的28d抗压强度、2.5MPa的劈裂抗拉强度、24.1MPa的浸水强度.在水工中可代替传统水工材料应用,并对应用需求加以满足.

关键词： ABAQUS软件   材料力学   课堂教学   连接件强度计算  

摘要： 笔者将ABAQUS软件引入材料力学课堂教学中,应用该软件对螺栓连接件进行有限元建模分析,模拟螺栓连接破坏的五种模式,将螺栓连接件的有限元计算值与近似公式计算值进行对比分析。该软件的应用可有效解决学生对连接件破坏掌握困难的问题,提高学生参与课堂教学的主动性,从而有效地提高教学效果。

关键词： 材料力学   实验课程   动手与分析   能动性  

摘要： 材料力学课程作为工科学生专业基础课,实验课程在专业学习中占据着重要地位,为了培养学生的动手能力与创新能力,激发大学生在材料力学实验中的动手与分析的能动性,笔者将结合教学实践,对目前材料力学实验教学中存在的主要问题及成因进行分析,并提出针对性的改进措施.