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关键词： 低合金钢   热处理工艺优化   力学性能   ZG30NiCrMo   微观组织  

摘要： 本文以高强低合金钢ZG30NiCrMo为研究对象,对其热处理工艺的优化及对材料力学性能的影响进行了深入的研究。合金钢组织结构通过调节和优化热处理参数,实现了结构的精致化和均匀化,材料力学性能得到了有效的提高。研究发现,采用适当的热处理工艺,可以使材料的强度、韧性和耐磨性得到显著提高,从而使其具有更广泛的应用于工程领域的前景。该研究成果对具有一定工程应用价值的高强低合金钢热处理工艺提出了理论依据和实践指导。

关键词： 理实结合   “材料力学”课程   教学改革   创新策略  

摘要： “材料力学”课程教学需要在理论与实践相结合模式支持下实施创新改革,从而解决“材料力学”课程教学面临的单一局限问题,为推进“材料力学”课程教学高效合理开展提供有力支持。本文将针对理论与实践相结合的“材料力学”课程教学加以分析,了解理论与实践相结合的“材料力学”课程教学改革现状和要求,从“材料力学”课程教学改革问题入手提出创新对策,借此保证“材料力学”课程理实结合教学效果。

关键词： 碳纤维复合材料   湿热老化   力学性能   寿命预测  

摘要： 对T700/TDE-86碳纤维复合材料开展人工加速湿热老化试验,通过对比分析复合材料老化前后剖面形貌和物理化学特性,探讨了复合材料的吸湿扩散行为,研究了复合材料力学性能演变规律;并构建剩余强度计算模型,结合环境系数预测了湿热环境下复合材料的老化寿命。结果表明:复合材料吸湿率随老化时间延长而逐渐增大直至趋于平缓,符合Fick扩散定律;相对于未进行湿热老化的复合材料,经60℃、95%RH湿热环境老化后的复合材料各力学性能均有所下降,其中剪切强度最为严重,老化64 d后其强度下降率高达25%;基于剩余强度与环境系数预估的T700/TDE-86碳纤维复合材料寿命期限约为30年,为树脂基复合材料未来服役可靠性奠定了基础。

关键词： 聚氨酯   同质增强   单聚合物复合材料   纤维预紧力   力学性能  

摘要： 针对传统纤维增强复合材料回收难、同质纤维增强复合材料强度低的难题,文章采用模内反应成型法制备了热塑性聚氨酯同质增强复合材料。通过力学性能测试和微观形貌探究了纤维预紧力对所制备复合材料性能的影响规律。结果表明:在0~1.1 N的纤维预紧力范围内,随着预紧力的增加,复合材料断裂伸长率逐渐降低,拉伸强度及模量逐渐增高。拉伸强度在预紧力为0.9 N时达到最大(20.99 MPa),强度增强效率为84.6%。模量增强效率在预紧力为1.1 N时达到最高为85.3%。适当的纤维预紧力可以有效提升聚氨酯同质增强复合材料的力学性能。

关键词： 轴浆流   高眼压   压入深度   非均质材料   压痕实验   青光眼   视神经   早期诊断  

摘要： 目的高眼压下筛板变形将挤压视神经,导致视神经轴浆流阻断,因此研究筛板的力学特性有重要意义。筛板区组织包含筛板和视神经节细胞轴突,可看作是一种典型的非均质复合材料。利用有限元方法模拟压痕实验,研究筛板区组织力学特性与孔隙率的关系,提出一种筛板区组织力学特性的确定方法。方法基于大鼠筛板区组织微观结构,建立大鼠筛板区组织的理想化非均质复合材料三维有限元模型。利用有限元方法模拟球形压头压入的过程,获得不同孔隙率时压头的压入深度与压入载荷曲线,利用量纲分析获得压入载荷与孔隙率、筛板力学特性及视神经节细胞轴突力学特性的关系,从而确定筛板的力学特性。结果随着探针压入深度的增加,筛板区组织的微结构对宏观压痕结果的影响逐渐减小,力学特性逐渐趋于稳定。基于无量纲公式预测筛板区组织在压痕实验下的有效弹性模量,并利用数值算例验证了预测弹性模量方法的有效性,结果发现弹性模量识别误差低于10%。结论测量视乳头筛板区孔隙率后,可以使用无量纲公式对筛板力学特性进行定量评估,对于深入研究青光眼的发病机制以及临床上青光眼的早期诊断具有重要意义。

关键词： 石墨烯   聚苯乙烯   压缩强度   耐热性能  

摘要： 以石墨烯(GN)改性聚苯乙烯(PS),制备了阻燃型PS/GN保温材料,并研究其力学性能、热学性能等。研究表明:KH-550成功接枝到了GN表面。随着GN掺量的增加,PS/GN保温材料的力学性能、耐热性能逐渐提高,导热系数逐渐降低。GN掺量未超过0.3%时,PS/GN保温材料的力学性能、耐热性能增长显著,导热系数增长不大。GN的最佳掺量为0.3%,此时PS/GN保温材料的压缩强度提高37.2%,起始降解温度提高29℃,残炭率提高0.7%,导热系数为0.037 1 W/(m·K)。

关键词： 水压   氯盐侵蚀   煤矸石-粉煤灰充填   变形局部化带   声发射信号   细观形貌  

摘要： 在膏体充填开采中,煤矸石-粉煤灰胶结充填材料(CGFB)可有效控制地表沉降。CGFB在被注入采空区后会受到水压影响和氯离子侵蚀。因此,研究水压和氯离子侵蚀对CGFB性能的影响对于实现有效的绿色开采至关重要。将CGFB试样在0、0.5、1.5或3.0 MPa的氯化钠溶液中浸泡15天,通过单轴压缩试验、声发射信号监测、数字散斑应变测量、扫描电子显微镜和X射线衍射研究了试样的力学性能和劣化机理。结果表明,随着浸泡压力的增加,试样单轴抗压强度先增大后减小。当浸泡压力从0 MPa增加到1.5 MPa时,平均单轴抗压强度增加了43.5%。当浸泡压力从1.5 MPa增加到3.0 MPa时,平均单轴抗压强度下降18.9%。此外,水压会促进氯离子进入CGFB内部并产生弗里德尔盐。较高的水压-氯盐耦合作用增加了CGFB的孔隙率,与0 MPa样品相比,3.0 MPa样品的孔隙率增加8.2%。高水压作用下,膏体充填体内部孔隙裂纹发育贯通,力学性能劣化,其密实度与抗压强度下降。

关键词： 玄武岩纤维   表面改性   复合材料   力学性能   界面相互作用  

摘要： 本文为了解决纳米改性玄武岩纤维对复合材料力学性能的影响机制。对比化学改性与物理改性方法,本研究采用三种改性途径,即化学改性、物理改性和纳米改性,对玄武岩纤维进行表面处理。通过对比这三种方法的不同之处,我们发现纳米改性技术能够更好地调整基材与纤维间的界面性能,增加纤维的粗糙度,从而增强两者之间的黏着力。将改性前后的纤维放入复合材料中,通过拉伸试验、弯曲试验和疲劳试验对其力学性能进行全面考察。经纳米改性后的玄武岩纤维表面性能得到进一步提升,纤维与基体的界面结合力增强。结果表明,在去除掉基质的影响下,经过纳米改性的玄武岩纤维能显著提高复合材料的抗拉强度和弯曲强度,将前者提高了25%,后者则增加了18%。同时,纳米改性还能显著延长材料的使用寿命(疲劳寿命),尤其在长时间和高频率交替应力环境下表现更为突出。这一优势将极大地促进玄武岩纤维在军事、工业领域的推广应用。这些性能的提升归因于纳米改性剂对纤维表面的优化作用,有效改善了纤维与基体的相容性。进一步优化复合材料的性能,为高性能复合材料的设计与应用提供有力支持。

关键词： 材料力学   工程力学   有限元分析   课堂演示   课程改革   教学实践  

摘要： 材料力学在是土木工程、机械工程等传统工科中同时具有较强理论性和工程性的基础性学科。传统的授课方式及教学方法难以使学生掌握一些相对抽象的概念,因此要对授课方式及授课内容进行改革。在教学中引入基于有限元分析的课堂实时演示,有助于课堂效果的提升及课堂氛围的营造,能通过画面加深学生对抽象概念的认知,并可以在一定程度上调动学生的学习积极性。基于有限元实时演示辅助材料力学教学这一理念,教师搭建了有限元演示平台,并针对重要知识点准备了相应的演示模型,通过教学实践,对有限元实时演示辅助材料力学的教学效果进行了评估,并对后续的改进方向进行了分析。

关键词： 氢氧化镁   聚氨酯   力学性能   燃烧行为  

摘要： 用钛酸酯偶联剂对氢氧化镁(MH)进行改性,并制备聚氨酯/氢氧化镁(PU/MH)复合材料,研究了复合材料的力学性能和燃烧行为。结果表明:随着MH掺量增加,复合材料的压缩强度逐渐增大,复合材料的抗拉强度和弯曲变形逐渐降低。随着MH掺量增加,复合材料的点燃时间(TTI)和质量残余率(MLR)逐渐增大,总热释放量(THR)、总烟释放量(TSR)、CO生成量和CO_(2)生成量逐渐降低,复合材料的燃烧等级从V-2提高到V-0。MH掺量为30%时,复合材料的力学性能和阻燃性能均较好。4#复合材料的抗压强度比纯PU提高45.0%,抗拉强度和弯曲变形分别降低10.0%和5.3%,燃烧等级从V-2提高到V-0,CO和CO_(2)总生成量分别降低50.0%和22.2%。