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关键词： 轴类镀层   相关分析法   弹性常数   粒子群优化算法  

摘要： 针对轴类镀层结构材料力学性能无损表征方法开展理论和实验研究,对于表面工程的质量检测与评价具有重要意义。利用自主开发的超声显微测量系统与PVDF线聚焦探头,对不同厚度的轴类镀层材料进行散焦测量。针对轴类试件表面波传播路径与散焦距离的非线性关系,分析了线聚焦探头几何尺寸与散焦距离和试件轴径间的匹配关系,优化检测参数,并在V(f,z)分析法的基础上,采用相位相关分析法获得轴类镀层材料的实验频散曲线。结合镀层材料声波传播特性,采用基于模拟退火的粒子群优化算法(PS-B-SA)将理论频散曲线与实验频散曲线相拟合,反演轴类镀层结构材料的声学参数,进而表征镀层材料的弹性常数。多个不同厚度轴类镀层结构材料弹性常数及镀层厚度的反演结果与实际值相吻合,表明该测量方法可靠、结果准确。该研究成果为轴类镀层结构力学性能无损检测提供了技术手段,也为工程材料表面工程加工性能的评价提供了新方法。

关键词： 铁水脱硫渣   天然橡胶   填料   力学性能  

摘要： 以铁水脱硫渣做天然橡胶填料制备橡胶材料,研究铁水脱硫渣/炭黑配比、铁水脱硫渣粒径和硫化时间对橡胶材料力学性能的影响。结果表明,铁水脱硫渣/炭黑配比为20∶30时,橡胶材料的力学性能降低幅度较小,实现最大化利用铁水脱硫渣。橡胶材料中铁水脱硫渣粒径过大或过小均会造成其在天然橡胶中的分散性与相容性变差,导致力学性能降低;当硫化时间为30 min,橡胶材料力学性能最优。

关键词： 细晶纯铜   动态力学性能   聚能射流   侵彻  

摘要： 为研究细晶纯铜材料药型罩的侵彻性能,对细晶纯铜材料进行力学性能研究。利用二级轻气炮加速飞片的方法对细晶纯铜材料进行了冲击加载实验,给出了细晶纯铜材料在70~320 GPa范围内的冲击波速度和质点速度的关系。计算得到了适用于LS-DYNA的Gruneisen状态方程参数。利用拟合得到的参数分析了粗晶材料及细晶材料所形成的射流在断裂时间、侵彻威力方面的差异。根据仿真,在160 mm最佳炸高进行静破甲实验。结果表明,细晶材料药型罩的侵彻威力较粗晶材料明显提高,说明将药型罩材料的晶粒组织细化是提高破甲威力的重要手段。

关键词： 研讨式四步教学法   材料力学   自主和协作学习   创新能力  

摘要： 材料力学是土建类、机械类、材料类等工科专业关键性专业基础课,是学生走进科学技术领域的先导课程.本文提出"创设问题情境—师生互动"研讨式四步教学法,以"计算线弹性结构位移的能量方法"专题为例介绍了该方法在材料力学课程中的应用情况和实施效果,并指出研讨式教学应该注意和有待完善的问题.实践证明,材料力学课程研讨式四步教学法优于传统教学法,有助于培养学生的各项能力.

关键词： 玻璃纤维增强环氧树脂复合材料   数值模拟   界面厚度   界面强度  

摘要： 纤维增强复合材料因其高强度重量比而被广泛应用于风机叶片材料。本文将纤维增强复合材料由传统的纤维-基体两相介质扩展为纤维-界面-基体三相介质,通过数值模拟方法研究了界面力学性能及其相关参数对复合材料力学行为的影响。研究发现复合材料模型整体的弹性强度与界面层厚度成线性增长关系,而复合材料整体的弹性模量与界面层厚度成二次曲线关系。

关键词： 力学性能   分子动力学   纳孔   Mg2Si热电材料  

摘要： 在热电材料里引入纳孔能有效降低材料的热导率从而提高其热电性能,但纳米孔洞的引入也可能影响材料的力学性能。以圆柱孔理想单晶Mg_2Si块体热电材料为研究对象,建立不同孔径、孔隙率以及分布形式的纳孔Mg_2Si材料的原子模型,采用分子动力学模拟方法研究不同模型下材料的拉伸力学性能。结果表明:①纳孔的引入造成Mg_2Si热电材料的极限应力和弹性模量的降低,而纳孔孔隙率、分布形式都会影响到材料的极限应力,而材料的弹性模量主要与孔隙率有关,孔隙率越大,材料的弹性模量越低;②纳孔的引入不仅减小材料的有效荷载面积,更重要的是造成材料内部应力分布不均匀,而材料所能承受的拉伸方向的应力极限是一定的,因而当纳孔Mg_2Si热电材料平均应力远小于完整块体的极限应力时,材料内部最薄弱的地方的应力就已达到其极限应力,造成材料的破坏。

关键词： 磷尾矿   胶结充填材料   力学性能   水化过程  

摘要： 将重介质选矿产生的磷尾矿破碎至5 mm以下后与粉煤灰、水泥按一定比例混合制备胶结充填材料。通过X射线衍射(XRD)、综合热分析(TG/DSC)、扫描电镜(SEM)等技术手段,对磷尾矿和粉煤灰的化学成分和矿物成分进行分析,对优化配比的胶结充填材料不同龄期的力学性能与水化过程的关系进行研究。结果表明:磷尾矿受粒径和活性物质的影响,活性较低。而粉煤灰具有一定的火山灰活性。胶结充填材料的水化反应包括:水泥的水化反应,粉煤灰、少量磷尾矿的火山灰反应。以上水化反应生成的钙矾石(AFt)和水化硅(铝)酸盐(C-S-H)凝胶与分散的磷尾矿、未反应的粉煤灰等联结起来,构成牢固紧密的整体,具有较好的力学性能。

关键词： 材料力学   青年教师   思考  

摘要： 材料力学是工学学科中力学类、机械类、土木类、航空航天类等专业一门重要的专业基础课。在上述专业课程体系当中，按照授课时间排序，材料力学是第一门系统性讲解变形体（杆件）在外部载荷（以集中力、布力、集中力偶与温度为主）作用下形变与内部应力相关计算的课程，内容上完成了从质点、刚体到变形体的过渡，上承高等数学、理论力学，下启弹性力学、结构力学、岩土力学、机械设计等专业课程，是连接基础课与专业课的不可或缺的一环。

关键词： 三维正交机织复合材料   力学性能   几何结构   经纱   纬纱   模量   剪切  

摘要： 总结三维正交机织复合材料力学性能的研究现状与发展趋势。介绍了纱线截面对三维正交机织复合材料弹性模量的影响;阐述了三维正交机织复合材料几何结构的数值表征特点;总结了国内外三维正交机织复合材料的准静态力学性能和动态力学性能研究成果。认为:三维正交机织复合材料细观结构的分析已较为成熟,但应在所建模型中考虑实际的纱线状态;研究纱线与基体的界面性能也很重要,尚待加强相关研究。

关键词： 对接焊接接头   不均匀力学性能   有限元方法   模式  

摘要： 经历不均匀热过程影响的对接焊接接头,呈现不均匀力学性能。在对对接焊接接头疲劳等分析过程中,应考虑不均匀力学性能。根据对接焊接接头分区和力学性能分布,提出了3种对接焊接接头不均匀力学性能分布模式:二区模式、五区模式和连续化模式。采用有限元方法分析材料力学性能不均匀模式对对接焊接结构性能分析的影响。采用3种模式结合已有试验数据,建立了不同精细化程度的有限元模型并进行有限元分析。研究结果表明:分布模式对结果会产生很大的影响,模式越精细,屈服荷载、极限荷载和屈服位移、极限位移就越小;五区模式与连续化模式结果很相近,但是五区模式的计算效率比连续化模式高;所以兼顾精度与效率,优先选择五区模式。