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关键词： 3D打印   碳纤维   热塑性聚氨酯   力学性能   微波处理   协同效应  

摘要： 为研究“碳纤维-石墨烯”(carbon fiber-graphene,CF-G)增强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料3D打印试件的力学性能以及微波后处理的影响,通过螺杆挤出工艺制备了CF-G增强TPU(G+CF/TPU)复合材料线材,然后采用熔融沉积成型技术和微波后处理工艺,制备了G+CF/TPU复合材料3D打印试件。研究表明,CF-G异质结构能够协同提高TPU复合材料的力学性能,特别是采用新型微波后处理工艺后,G+CF/TPU试件的拉伸强度和韧性得到进一步提高。其原因是CF-G异质结构与微波的协同作用促进了增强相与基体之间的界面黏结,减少了3D打印过程中点、层和道之间的内部缺陷。研究结果对于探索3D打印材料的力学性能强化和后处理工艺优化具有积极的意义。

关键词： 弹性成像技术   组织工程软骨   光学相干   径向应变   应变张量   生物软组织   体模   扫描成像  

摘要： 目的现有光学相干弹性成像(optical coherence elastography,OCE)技术局限于一维或二维变形的测量。本文旨在开发用于定量测量生物软组织或软材料位移和应变等三维力学性能的OCE技术。方法开发了数字体图像相关(DVC)-OCE技术,采用逆向组合-高斯牛顿(IC-GN)算法,实现生物组织在压缩或拉伸过程中的亚像素级三维位移分布的精确测量,并由此计算出被测区域的应变张量分布。为了应对导管扫描成像中血管壁全场变形测量的挑战,进一步提出了结合相关法和相位分析法的创新方法。这种方法能够有效解决光纤导管不均匀旋转和抖动等问题,从而获得血管壁全场径向应变分布图像。结果根据不同种类试件的测试需求,搭建了适应于压缩和拉伸实验的DVC-OCE系统,以及方便对血管等管状试件测量的液压驱动的循环系统模拟装置和导管扫描OCE系统。通过对用硅胶等材料制作的生物组织体模的压缩实验和血管体模的膨胀实验,验证了方法的准确性。并且测量获得了猪肉、组织工程软骨支架和猪血管等样本受特定载荷时的多维位移和应变图像。结论DVC-OCE和血管OCE方法能够有效地解决三维全场应变分布的精确测量问题,为生物组织或生物材料的力学特性测量和分析提供了一种新的实验技术手段。

关键词： 短切碳纤维   分散性   表面氧化   石膏基复合材料   力学性能  

摘要： 采用H_(2)O_(2)和NaClO对短切碳纤维进行表面氧化处理,并采用PCE、HPMC以及超声对其进行分散处理,制备短切碳纤维增强石膏基复合材料,并对其力学性能进行研究。结果表明:经过氧化处理后,短切碳纤维表面亲水含氧官能团羟基和羰基含量增多,表面粗糙度增大;氧化处理后的短切碳纤维在PCE溶液中分散效果最好;短切碳纤维的加入有效提高石膏硬化体的抗压强度,当掺1%采用PCE分散处理的6 mm短切碳纤维时,石膏硬化体强度最高,较未掺时提高72.4%,这是由于PCE在短切碳纤维表面的吸附性和PCE与石膏颗粒反应形成的空间位阻效应双重作用提高了短切碳纤维在石膏浆体中的分散性,进而提高了短切碳纤维增强石膏基复合材料的抗压强度。

关键词： 差异化教学   工程教育认证   OBE   材料力学   教学改革  

摘要： 该文分析工程教育认证下普通高等院校材料力学课程教学中存在的问题,基于差异化教学体系提出与材料力学课程相适应的教学改革方案。建议通过教学目标、过程和考核差异化特点建立材料力学课程差异化教学体系。基于课前、课中和课后,提出相应的差异化教学方法,提出3模块和3层次的差异化仿真实验教学方案,构建差异化课程考核方法。

关键词： 金属材料   力学性能   检测技术  

摘要： 目前科技发展的速度正在不断的加快,在更多的项目当中对于金属材料的应用也会不断的增加,所以说如何对这些应用的金属材料所具有的力学性能进行检测,已经成为了大部分部分的研究人员需要解决的一个关键的问题。本文将对金属材料力学性能的检测技术进行有效的分析和探索,并且了解金属材料力学性能检测技术未来发展的相关情况,希望能够使得对于金属材料的应用更加稳定,效率更高。

关键词： 材料力学   固定装置   弯曲试验   塑性变形  

摘要： 为了方便、快捷、准确地进行材料的弯曲试验,该文提供一种支辊式弯曲试验用固定装置的设计方案。通过设计将支辊架滑动安装在两个端架板之间,使得两个支辊架之间的间距可调,可以适用于不同材料的弯曲试验;通过设置可移动且可更换的夹板,满足了不同形状结构的试验样品的夹持需求;通过在端架板的滑槽内设置限位卡槽,确保支辊架在实验过程中位置的稳固。

关键词： 胶凝材料   力学性能   固体废弃物   磷石膏   试验研究  

摘要： 为了拓宽与升级工业固体废弃物的综合利用途径,研究了加入煤矸石、磷石膏、赤泥等固体废弃物对煤矸石基胶凝材料力学性能的影响。研究结果表明:①掺入合理配合比的固体废弃物可制备力学性能优良的胶凝材料;②掺入适量的磷石膏对胶凝材料早期的力学性能有一定提升;③赤泥与矿渣的掺比合理有利于增强煤矸石基胶凝体系的强度。

关键词： PVA纤维   水泥   掺量   长度   力学性能  

摘要： 为探究PVA纤维掺量及长度对于水泥基复合材料的基本力学性能影响,文章通过对不同纤维掺量及不同纤维长度的PVA纤维水泥基材料进行抗压强度和抗折强度测试。结果表明,PVA纤维掺量对于早期抗压强度的提高并不显著,后期略有提高;对于早期抗折强度的影响同样不显著,但对于后期抗折强度有较大提高,并在2%纤维掺量时达到峰值。纤维长度对于抗压强度的影响同样不显著,只在后期对抗压强度有一定提升;纤维长度较短时对于抗折强度也无明显提升,但在达到12mm纤维长度时,28d抗折强度激增。

关键词： 材料力学   ChatGPT   人工智能  

摘要： 阐述ChatGPT在材料力学教学中的可能应用场景,从积极影响和消极风险两个方面论述在材料力学教学过程中使用ChatGPT的优势和制约因素,并对普通材料力学授课教师在未来教学过程中如何应对以ChatGPT为代表的人工智能技术提出观点和看法。

关键词： 小型集材挂车   ANSYS仿真   集材工况   林木集材   结构稳定性分析   材料力学  

摘要： 小型集材挂车于林间作业存在多种工况,包括满载弯曲、满载扭转、紧急制动和急速转弯。为解决挂车在满载工况下车载系统的可靠性与安全性较差的问题,建立小型集材挂车的三维装配模型,进行静态分析。通过有限元分析,研究挂车在4种典型工况下的结构变形和应力分布。研究表明,满载弯曲工况下,最大位移为4.5177 mm,最大应力为115.19 MPa,安全系数为3.08;满载扭转工况下,最大位移为0.98448 mm,最大应力为71.929 MPa,安全系数为4.935;满载制动工况下,最大位移为4.9946 mm,最大应力为120.05 MPa,安全系数为2.957;紧急转弯工况下,最大位移为4.3658 mm,最大应力为104.64 MPa,安全系数为3.39。结果显示研究设计的小型集材挂车在林间作业时满载工况下稳定性较强,确保木材的可靠采集和运输。基于该结果可进一步优化挂车设计和性能,以适应不断变化的需求和环境要求。