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关键词： 魔芋葡甘聚糖   凹凸棒石   改性   复合材料  

摘要： 以魔芋葡甘聚糖(konjac glucomannan,KGM)为基体,用硅烷偶联剂KH-570(γ-(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷)对凹凸棒石改性后,采用溶液共混法制备改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖复合材料。探讨改性凹凸棒石用量、KH-570用量、改性时间和改性温度对复合材料力学性能的影响。力学性能测试结果表明:魔芋葡甘聚糖和改性凹凸棒石共混明显改善了复合材料的力学性能。当改性凹凸棒石用量为魔芋葡甘聚糖用量的6%(质量分数,下同)、KH-570用量为凹凸棒石用量的2%、改性时间为35 min、改性温度为60℃时,改性凹凸棒石/魔芋葡甘聚糖复合材料的综合力学性能最好。傅里叶变换红外光谱(Fourier transform-infrared spectra,FT-IR)和扫描电子显微镜(scanning electron microscopy,SEM)测试分析结果表明:复合材料中魔芋葡甘聚糖和改性凹凸棒石之间存在强烈的相互作用和良好的相容性。

关键词： 聚丙烯纤维   力学性能   掺量   掺加方式  

摘要： 在基础配方的前提下加入聚丙烯纤维(PP),研究纤维掺加方式及纤维掺量对发泡水泥聚苯颗粒力学性能的影响,确定了最佳纤维掺加方式:先掺法,最佳纤维掺量0.8%。样品3 d的抗折强度和抗压强度分别为0.31 MPa、0.48 MPa,28 d的抗折强度和抗压强度分别为0.53 MPa、1.03 MPa。

关键词： 黄麻纤维   工艺   PHBV   复合材料   力学性能  

摘要： 将黄麻原麻通过碱处理后,制备成黄麻纤维针刺非织造布,再采用热压工艺制备成黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料。选取黄麻纤维质量分数、热压温度、热压压强、热压时间4个工艺参数,探讨其对黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料的性能影响。经测试分析得出最佳工艺参数为:黄麻纤维质量分数为40%、热压温度为170℃、热压时间为5 min、热压压强为11 MPa。在此工艺下制备的黄麻纤维针刺非织造布增强PHBV复合材料的拉伸断裂强度达到79.483 MPa。

关键词： 高延性水泥基复合材料   高炉矿渣   力学性能   弯曲韧性   多缝开裂  

摘要： 高延性水泥基复合材料(High Ductility Cementitious Composites,HDCC)是指在弯曲和拉伸荷载作用下具有应变硬化特性的水泥基复合材料,具有单轴拉伸延性好,耐久性能优异等优点。在材料设计中用大掺量的粉煤灰来替代水泥,以实现更加优异的高延性。本文研究了在聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)纤维体积掺量为1.2%和1.4%时,同时掺入高炉矿渣与粉煤灰制备高延性水泥基复合材料,通过改变高炉矿渣与粉煤灰的掺量,得到试件的抗压强度、抗折强度与弯曲韧性,用以对比矿渣与粉煤灰不同质量比例对高延性水泥基复合材料力学性能、弯曲韧性和表面裂纹特征的影响规律。结果显示,当矿渣和粉煤灰掺量分别为总胶凝材料质量的40%和10%时,试件呈现出良好的应变硬化与多缝开裂特性,最大挠度达到10.79mm,极限拉应变为1.26%,裂纹数量达到14条。表明了矿渣的掺入有利于在保证高延性水泥基复合材料具有应变硬化特性的前提下,可以有效提高高延性水泥基复合材料中的强度和弯曲韧性,对于此类材料的工程应用十分有益。

关键词： 材料力学   有限元模拟   应力集中   教学改革   近似计算   边界条件   网格划分  

摘要： 材料力学课程的教学中,应力集中问题是一个比较抽象想概念,为了便于学生理解,以及拓展学生综合运用多种手段和方法解决复杂问题的能力,文章将有限元数值手段运用到应力集中问题的教学中,让学生能直观地认识构件几何尺寸突变后,突变区域的应力分布也急剧发生变化,同时,也培养学生在没有解析解的情况下,综合运用数值模拟等手段解决具体工程问题的意识和能力。

关键词： 多孔材料   自洽方法   数值均匀化   表征元模型   力学性质   基质  

摘要： 相比解析均匀化方法,数值均匀化可以精细模拟表征元模型的受载过程和复杂力学行为,从本质上识别材料的有效力学性质,然而,当模型边界单元存在孔隙时,易使边界不满足线性位移边界条件,导致求解过程收敛较困难.为此,受自洽解析均匀化方法的启发,本文提出了"窗技术"优化方法,即通过增加外围基质"窗体"优化随机表征元网格模型,借助采用的表征元模型重构方法和数值网格离散方式,建立了更易非线性求解的表征元网格模型,基质窗体的性质由自洽方法迭代获得,从而发展了多孔介质材料有效力学性质的数值均匀化方法.在此基础上,探讨了窗体基质宽度和实际有效力学性质的关系;并以砂浆力学性质试验数据为依据,验证了方法的可行性和有效性.结果表明,文中方法可以可靠地模拟多孔介质材料表征元模型的受载响应,获得其有效力学性质.

关键词： 内力图   规律法   内力   外力  

摘要： 介绍了一种关于材料力学中轴力、扭矩、剪力及弯矩等内力图的规律画法,建立了内力的增减与外力方向间的关系,并对利用该规律法绘制内力图进行了实例说明,以达到准确、快速的绘制内力图。

关键词： SiCp/AZ61复合材料   半固态   压缩   力学行为  

摘要： 利用Thermecmastor-Z热模机对6vol%SiC_p/AZ61复合材料初始态和半固态坯料进行压缩变形试验。分析了变形条件对真应力和微观组织的影响。研究表明:在相同应变速率下,随变形温度升高,该复合材料的真应力相应下降,峰值应力和稳态应力明显降低。与半固态复合材料坯料相比,在半固态温度区间(变形温度530℃)进行压缩,初始态复合材料的峰值应力达到17.6 MPa,约为半固态复合材料坯料的1.5倍;在高温固相压缩(变形温度400℃)时,初始态复合材料的峰值应力达75.4 MPa,晶粒局部呈纤维状,变形抗力较高。

关键词： Injection molding   Kenaf   Mechanical properties   Natural fibre polymer composite   Physical properties  

摘要： Natural fibre composites can have varying combinations of physical and mechanical properties, such as low density, low cost, high stiffness and strength. Kenaf (Hibiscus cannabinus) was used in this study as a natural fibre to reinforce polypropylene (PP) in the fabrication of polymer composite materials. The injection moulding method, with an injection temperature of 170°C, was used in this study. This study aimed to investigate the effect of sodium hydroxide (NaOH) on the mechanical properties of kenaf/PP using the injection moulding method. PP was mixed with different compositions (5, 10, and 15 wt%) of kenaf particles with increasing concentrations of NaOH as a treatment agent to enhance the adhesion between kenaf and PP. Morphological and structural changes of the sample fracture were observed under a scanning electron microscope (SEM). The results showed that the mechanical properties of the composite were increased when the percentage of kenaf composition was increased, and decreased when NaOH concentration was increased. The highest tensile value of the sample was 21.93 MPa at 15 wt% composition of kenaf particles, while the lowest value of 16.42 MPa was observed when NaOH was present. The improvement of flexural strength was highlighted, in 5 wt% composition of kenafreinforced PP with NaOH that was 32.07 MPa, but when the NaOH concentration was increased to over 10%, the flexural value decreased to 26.97 Mpa. Based on the results, the researchers concluded that NaOH treatment may increase the bond strength of kenaf composite;however, increasing the NaOH concentration can lead to a decrease in mechanical properties. © Universiti Putra Malaysia Press.

关键词： 土木工程   材料力学实验   实验内容   能力  

摘要： 为适应土木工程专业教学的要求和特点,调整、优化了材料力学实验内容、教学重点,并紧密结合土木工程专业实际,选择或设计综合性、设计性实验。进一步加强"材料力学实验"与专业课实验,以及专业课之间的衔接,系统培养学生的工程意识、基本实验技能,以及综合运用所学知识分析问题和解决问题的能力。