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关键词： 材料力学   复合推进剂   细观损伤   计算机模拟   数值仿真  

摘要： 复合固体推进剂是一种以黏合剂体系为连续相,固体颗粒为分散相的高固体颗粒填充比例的复合含能材料,其宏观尺度力学行为强烈依赖于其细观尺度的三维结构。从推进剂细观力学行为角度综述了复合推进剂细观结构的界面特性和复合推进剂细观结构模型,数值分析了复合推进剂细观损伤演化,通过试验验证了推进剂细观损伤与宏观力学性能的相关性,指出了推进剂宏观性能的微细观结构影响机制,分析了目前标准的现状。为高颗粒填充高能固体推进剂的构效关系及配方设计与创制和复合推进剂标准建设提供重要参考。

关键词： 碱激发   胶凝材料   抗压强度   影响程度分析   多元非线性回归  

摘要： 为解决多因素共同作用下单个控制因素对碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料力学性能的影响显著性问题,本文研究了粉煤灰掺量、水胶比、碱掺量和碳酸钠掺量对碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料抗压强度的影响,并利用灰色关联分析和基于正交试验设计的单变量方差分析、极差分析评价上述因素对力学性能的影响程度。结果表明:在NaOH/Na_(2)SiO_(3)激发矿渣-粉煤灰胶凝材料体系中,粉煤灰掺量对抗压强度起主要影响作用;此外,建立了粉煤灰掺量、水胶比、碱掺量、碳酸钠掺量与抗压强度之间的预测公式,预测结果与试验结果相对误差基本控制在±10%以内。

关键词： 热塑性聚合物   注塑成型   短纤维增强复合材料   纤维取向   力学性能  

摘要： 短纤维增强聚合物基复合材料(Short fiber reinforced polymer composites,SFRPC)具有复杂的细观结构,掌握纤维取向分布(Fiber orientation distribution,FOD)规律是短纤维复合材料力学建模的前提。然而,由于纤维取向统计需要收集大量的纤维信息,通过传统手动标注读取显微图像的方式人工成本高且耗时长,统计效率与精度均难以保证。本文利用图像分析算法捕获纤维截面几何特征,发展了相应的纤维取向分布图像处理技术,实现了FOD信息的快速统计。探究了图像分析算法中关键参数的合理取值范围,并针对挤出注塑成型工艺制备的短玻纤增强和短碳纤增强聚醚酰亚胺复合材料(SGF/PEI和SCF/PEI)进行微观结构表征,将统计的纤维状态信息传递至类层合板(Laminate analogy approach,LAA)与Fu-Lauke模型框架,进而预测了不同体积分数下两种复合材料的模量与强度,预测结果与有限元模拟结果、拉伸试验测试结果均吻合良好。本文将纤维取向分布图像处理技术与复合材料力学性能预测方法相结合,有助于更高效准确地理解短纤维增强复合材料的构效关系,对于复合材料结构设计具有较高的指导作用。

关键词： 机场改扩建工程   骨架密实型   再生砖混材料   垫层   耐久性能  

摘要： 利用回收砖混材料设计了骨架密实型再生砖混混合料(RBCM);结合多种试验综合表征了RBCM在抗压、抗拉、贯入受力状态下的力学特征;考虑实际工况设计了试件循环和粒料循环两类耐久环境,并通过无侧限抗压强度试验量化了RBCM的耐久性能演变;依据现场试验段验证RBCM垫层的工程应用性能。结果表明,RBCM垫层的渗透性较差,宜在其上部设置透水垫层;水泥用量增加对RBCM抗压能力和破坏形态改善明显,其抗压和贯入强度较高,抗拉能力较差;少量水泥掺入使RBCM经过30次循环后的耐久系数仍大于50%;即使不掺水泥,再生砖混垫层的密实度和力学性能仍满足现行垫层设计指标的要求。

关键词： 稀土基抛光垫   聚氨酯材料   纳米氧化铈   力学性能   单体  

摘要： 为了开发出能在保证材料一定气孔率的同时,仍然具有较高的力学性能的稀土基聚氨酯抛光垫材料,考察了调节单体种类和比例来调控材料力学性能的可行性。首先采用一锅法,通过改变软段单体和硬段单体的种类和比例来调节材料基体中的交联程度,得到了一系列机械性能可调的稀土基聚氨酯材料。然后利用红外光谱仪、场发射扫描电子显微镜、硬度仪和万能试验机等对聚氨酯材料的表面结构、力学性能进行了系统研究,探究了不同单体以及不同单体比例对聚氨酯材料力学性能的影响规律。实验结果表明,通过调整软段单体和硬段单体的种类和比例,可以有效调控聚氨酯材料的力学性能。其中,软段单体为PPG330、硬段单体为TDI的RPU-S-4复合材料的表面硬度达到86 HA,最大断裂应力达到13.73 MPa,杨氏模量为17.71 MPa;软段单体为PPG2000、硬段单体为TDI∶PM200=0.4∶0.6的RPU-H-3复合材料的表面硬度达到78 HA,最大断裂应力达到15.62 MPa,杨氏模量为21.32 MPa。

关键词： 弯曲变形   集中力   集中力偶   奇异函数  

摘要： 集中力和集中力偶广泛存在于实际力学问题中,但在推导载荷集度、剪力和弯矩间的微分关系时所截取的微段并不包含集中量。求解内力方程和弯曲变形时需人为地将梁分段,求解过程异常繁琐。本文通过引入奇异函数将集中量转化为分布量,并给出任意载荷作用下的载荷集度方程。通过微积分关系求出内力、转角和挠度方程。本方法便于学生理解微分关系推导时截取微段仅含分布载荷的力学模型,求解弯曲变形时也无需对梁进行分段,计算过程大大简化且便于计算机编程。

关键词： 建筑材料   力学性能   不确定度分析   物联网技术  

摘要： 本文详细探讨了建筑材料力学性能的基本原理、不确定度来源及其控制策略,并介绍了基于物联网技术的快速检测系统的设计与优化。通过分布式传感网络设计、多源信息融合技术和数据传输与处理的实时性保障等措施,显著提升了建筑材料力学性能检测的效率和精度,实现了检测过程的自动化和网络化。

关键词： 铜尾矿粉   粉磨技术   水化热   抗压强度比   力学性能  

摘要： 基于粉磨技术激发铜尾矿活性原理开展铜尾矿粉-水泥基材料性能试验研究,结果表明粉磨技术能有效细化铜尾矿粉的颗粒,使粒径分布更为集中,研磨10min的铜尾矿粉最大粒径不超过60.988μm;粉磨技术处理后的铜尾矿粉,其水化放热速率峰值更高,能更好促进水泥的水化反应。力学性能测试结果表明,铜尾矿粉具备活性材料要求,且对水泥基材料的早期强度具有一定的贡献,在铜尾矿粉掺量为10%时,水化活性表现较好。研究结果能为铜尾矿粉运用至水工混凝土提供一定的参考,具有一定工程的意义。

关键词： 铜基复合材料   放电等离子烧结   微观结构   力学性能   摩擦学行为  

摘要： 采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦学行为的影响。结果表明:850℃烧结得到的TiC/Cu复合材料组织致密,增强体和基质相结合良好。一方面,随着TiC含量的升高,TiC/Cu复合材料中的铜基质相的晶粒不断得到细化,晶界密度升高,导致复合材料的硬度和屈服强度升高。另一方面,TiC含量的增加逐渐导致增强体和基质相的结合界面出现孔隙和裂纹,并成为应力集中和裂纹形成的首选位置,造成复合材料电导率、抗拉强度和伸长率的下降。TiC质量分数为5%~15%时,复合材料的抗拉强度、弹性模量和屈服强度较高,硬度适当,综合力学性能较好。当TiC质量分数超过20%时,TiC/Cu复合材料的屈服强度大幅降低,复合材料断裂机制由韧性断裂转为脆性断裂。TiC增强体显著改善了铜基复合材料的摩擦学性能,摩擦过程中复合材料摩擦因数和磨损量随载荷增大呈线性增加,并随TiC含量的升高呈下降趋势。在TiC质量分数为20%时,复合材料具有最高的耐磨性和最低的摩擦因数,其磨损机制以磨粒磨损为主,且伴随轻微黏着磨损和氧化磨损。

关键词： 全过程合作学习   课程积分制   学困生   评价  

摘要： “通过合作而非竞争实现卓越”是高等教育发展的基本原则。课程是培养学生合作意识和合作能力的重要载体,文章以中外教师联合授课的材料力学课程为例,提出基于课程积分制的大学生全过程合作学习组织策略,包括简化的异质分组和团队合作成绩计算两个部分。在教学过程中,教师以先修课成绩为基础完成异质分组;学生通过完成合作学习任务获得合作学习成绩。全过程的合作学习方式注重全过程和量化评价,有助于提高学生的学习积极性和学习效果。