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关键词： 混杂增强   铝基复合材料   等温锻造   力学性能   成形工艺  

摘要： 强韧性匹配是金属基复合材料需解决的关键问题,强度的提升往往导致韧性损失,而混杂增强铝基复合材料可以综合各组元的优点,起到同时增强的协同混杂效应。为探索等温锻造工艺对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响,采用真空烧结工艺制备了CNTs/SiC_(p)混杂增强Al-Cu-Mg铝合金复合材料,其CNT和SiC的质量分数分别为0.7%和10%,分别在450℃、460℃、470℃进行了80%变形量的等温锻造加工,研究了等温锻造对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明混杂增强铝基复合材料经过等温锻造加工后的塑性相比烧结态锭坯发生明显上升,材料经470℃等温锻造后同比具有最好的综合力学性能,相比烧结态锭坯的抗拉强度提升了48%,延伸率提升了260%。等温锻造后,组织中的絮状相及细长形SiC颗粒在垂直于锻造方向上发生流线型分布,对材料的拉伸力学性能起到了强化作用。本研究为后续新型高性能铝基复合材料的开发与应用提供一定理论支撑。

关键词： 机械球磨   医用金属材料   Ti–Mg复合材料   力学性能  

摘要： 采用球磨+冷压制坯+微波加热烧结工艺制备Ti–15Mg复合材料,研究球磨工艺对Ti–15Mg混合粉末性能以及烧结后复合材料力学性能的影响。结果表明:以200 r·min^(-1)球磨转速球磨8~10 h,随着球磨时间延长,混合粉末的平均粒径明显变小,粉末粒度分布逐渐集中在10~45μm区间,粉末的球形度增加。在长时间球磨过程中,软质镁颗粒受到强烈撞击、研磨,引起表面破碎,钛颗粒出现了体积破碎和表面破碎,最终导致软质镁颗粒包裹脆性钛颗粒。球磨8 h后,混合粉末未出现明显的氧化,混合粉末中钛、镁粉末分布较为均匀,复合材料的力学性能较为优良,符合作为医用材料的力学性能要求。在低球磨转速下,球磨转速的提高不会导致粉末性能和烧结后复合材料性能出现明显变化。最佳球磨工艺参数为球磨时间8 h、球磨速度200 r·min^(-1),过程控制剂为正己烷。

关键词： 聚合物共混   硅橡胶   氨酯   聚合物混合   材料力学性能   氧化硅   共混比   化合物组成  

摘要： 聚合物共混是将两种或多种具有不同比例的聚合物混合制备成具有特定性能的新材料的一种工业方法。该技术的优点是可使用现有设备和技术加工,操作简便。硅橡胶由于其氧化硅特性,如热稳定性、优异的力学性能和耐化学品、天候和臭氧等,已广泛应用于各种工业领域。通常,聚氨酯(PU)主链主要由氨酯化合物组成。

关键词： 高分子材料   力学性能   体育器械  

摘要： 体育器材的力学性能设计需要了解拟用材料的机械性能。高分子复合材料的力学性能通常不像传统材料那样容易获得,在这种情况下,可以将微观力学建模与CAD软件结合使用。基于高分子复合材料部件之间部分界面粘附的假设,使用微观力学模型来预测复合材料的弯曲模量。研究发现,部分粘附模型既实用又准确。部分粘附模型通过考虑界面处的“有效剪切值”来解释部件之间的粘附。该模型与玻璃、木材和碳纤维增强聚乙烯的实验数据进行了比较。结果表明,碳纤维的粘附系数在0.1之间,玻璃纤维为0.5,木纤维复合材料为0.8。结果表明,与模拟高分子材料的综合结构相比,使用微观力学模型预测高分子复合材料的力学性能可以减少计算机处理时间和文件大小,且不会降低模拟精度。

关键词： 金属材料   室温   拉伸   影响因素   Q235低碳钢  

摘要： 以Q235低碳钢材料为例,研究了拉伸速度、样品尺寸、预拉伸因素在室温下对金属材料力学性能测试的影响。随着拉伸速度的增加,金属材料抗拉强度和屈服强度都有不同程度提高,断裂伸长率有所降低。随着样品尺寸的减小,金属材料抗拉强度,屈服强度有所增加,断裂伸长率有一定程度降低。当尺寸过小时,金属材料抗拉强度和屈服强度有所下降。预拉伸后,材料抗拉强度几乎不变,屈服强度有明显提高,预拉伸使材料断裂伸长率降低。

关键词： 材料力学   HTPB复合固体推进剂   空化冲击   绿色回收   全级配   细观损伤   界面相   FDP算法  

摘要： 为研究高频空化冲击作用下的HTPB复合固体推进剂热力耦合行为及细观损伤机制,提出一种考虑颗粒/基体间实际界面相的三维全级配HTPB固体推进剂细观模型构筑方法,区别于在颗粒/基体界面间嵌入虚拟内聚力界面单元的传统细观模型,进一步建立起空化微射流冲击作用下的固体推进剂热力耦合细观力学模型,分析了细观尺度上的固体推进剂破碎规律、损伤行为、局部应力应变和温度分布情况。结果表明,空化微射流作用在AP颗粒上后,导致AP颗粒直接破裂,随着冲击程度的增加,AP颗粒与HTPB基体间界面层受到冲击作用而破裂;固体推进剂在空化微射流冲击后的最大应力值为34.27MPa、应变值为1.314;应力波传递过程由于受到AP颗粒、Al颗粒和界面相的阻碍作用而发生传递路径的改变;空化冲击固体推进剂过程的最大温度值由于断裂能、内能和摩擦能的逐渐累积而呈现出逐步增长的变化特征,且最大温度值为24.59℃,在距离空化微射流较远位置的固体推进剂由于传热系数较低而无明显温升。

关键词： 计量学   材料力学   性能测试   测量标准  

摘要： 首先阐明了计量学在材料力学性能测试中的特点,即可靠性和精确性。随后阐述了计量学在材料力学性能测试中的具体应用。接着探讨了技术进步对计量学应用的影响。最后,论述了计量学在材料力学性能测试中的发展趋势。旨在阐述计量学在材料力学性能测试中的重要性,以及其对工程材料性能评价和质量控制的推动作用。

关键词： 麦秸纤维/聚乳酸复合材料   力学性能   氧化处理   拉伸性能   界面相容性   响应面法  

摘要： 为解决麦秸纤维/聚乳酸(WF/PLA)复合材料界面相容性较差的问题,以H2O2作为氧化剂处理麦秸,采用响应面试验法探究H2O2的pH、处理温度、质量比对氧化麦秸纤维(OWF)/PLA复合材料力学性能的影响,得到各因素对复合材料力学性能的影响规律。结果表明:pH和处理温度、pH和质量比、处理温度和质量比之间均表现出明显的交互作用。回归方程预测的最佳工艺参数如下:H2O2的pH为8.9,H2O2的处理温度为52.3℃,H2O2的质量比为2%。在此条件下,复合材料的拉伸强度和断裂伸长率分别为38.89 MPa和7.85%,较未改性前分别提高了15.64%和15.20%。FTIR结果表明,OWF中的部分羟基被H2O2氧化为羧基。SEM结果表明,OWF能够更好地与PLA进行结合,经过熔融共混后制备的复合材料之间具有更好的界面相容性。此外,XRD和DSC结果表明,H2O2的加入促进了聚合物的异相成核过程,使其结晶度有所提高。

关键词： 材料力学   内力图   绘制   “沿力走”法  

摘要： 材料力学是研究构件承载能力的一门学科,承载能力包括强度、刚度和稳定性三个方面。绘制构件内力图(轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图)是强度、刚度计算的前提和重要环节。结合多年的教学实践,总结出绘制构件内力图的通用方法——“沿力走”法。该方法适用于集中力、集中力偶和均布荷载作用下的轴力图、扭矩图、剪力图和弯矩图绘制,不需要进行大量计算,简单直观,易于掌握。实践表明,该方法使复杂的问题简单化,在教学中起到了事半功倍的效果,有利于提高教学质量。

关键词： SiC/SiBCN-Si_(3)N_(4)复合材料   结构特征观测   力学性能   深度学习  

摘要： 为了深入了解SiC/SiBCN-Si_(3)N_(4)材料微观形貌与高温力学行为,建立科学可靠的定量表征方法,本文使用多种表征手段对SiC/SiBCN-Si_(3)N_(4)材料进行定量观测,首先进行材料孔隙率及密度的测试,随后进行材料高温原位力学性能测试并对材料损伤机理进行了分析,最后基于试验数据构建了一种可解释的深度学习模型,实现了材料高温非线性本构关系预测。样件力学性能分析结果表明:平均应力预测误差为0.27%~0.59%、平均应变预测误差为1.96%~3.41%;同时通过量化分析明确了影响力学性能的因素依次为温度、偏轴角度、孔隙率及密度。本文实现了不同环境温度、偏轴角度与外载荷作用下SiC/SiBCN-Si_(3)N_(4)宏观力学性能的预测,可为陶瓷基复合材料高温本构模型的建立提供新思路。