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关键词： 液体橡胶   丁基橡胶   力学性能   自由体积   气密性能  

摘要： 研究了不同类型液体橡胶(LR),包括两种液体三元乙丙橡胶(LEPDM),相对分子质量(M_(r))为30000或50000,两种液体聚异丁烯(LPIB),M_(r)为680或2400以及液体丁腈橡胶(LNBR),M_(r)为5000对丁基橡胶(IIR)/LR复合材料力学性能、自由体积和气密性能的影响规律。结果表明,LR使复合材料交联密度降低,断裂伸长率和拉伸强度显著提高,IIR/LNBR 5000较IIR在拉伸及撕裂强度上分别提高了74.7%和29.4%。正电子湮灭测试表明,除LPIB 2400外,其他几种LR均会造成复合材料自由体积分数的升高。气密性能结果表明,分子链运动能力是决定IIR/LR复合材料氮气渗透系数的关键因素,IIR/LPIB 2400和IIR/LNBR 5000两组的氮气渗透系数较IIR分别降低了13.0%和14.3%。

关键词： 超前支架   支架材料   力学分析   仿真分析  

摘要： 为进一步探究迈步自移式超前支架的力学特点,以某煤矿企业的ZQL2×3000/18/37型迈步自移式超前支架为研究对象,通过有限元分析方法对其进行力学分析,以明确其应力分布情况,提出针对性的优化策略.从实际优化效果来看,该支架结构的力学性能得到显著改善,可为后续工作提供参考借鉴.

关键词： 材料力学   知识图谱   科学计量学   可视化  

摘要： 利用知识图谱技术,借助可视化计量分析平台CiteSpace,对中国知网数据库中有关材料力学课程研究的相关文献进行了分析,通过对研究者合作关系、研究机构合作关系以及研究关键词的关联、聚类和演变分析,揭示我国材料力学教学研究现状,展望未来的发展趋势。通过可视化分析,得出结论:材料力学教学研究呈现出部分集中、整体分散的态势,基于互联网技术的虚拟教研室有望打破机构间的合作壁垒;研究热点关键词的演化规律符合时代特征,从早期的教材建设和知识点的讲授,到近期的新工科、课程思政和虚拟仿真;结合人工智能技术的辅助教学方法是未来的发展趋势。

关键词： 材料力学   课程思政   教学实施  

摘要： 为了进一步促进材料力学课程思政建设,本文分析了材料力学课程思政教学现状,并在此基础上从古人智慧、超级工程、工程事故及哲学思维等方面挖掘材料力学课程思政元素,积极采用混合式教学模式及探究式、案例式等教学策略,开展材料力学专思融合教学,在教授专业知识的同时提升学生内在涵养。最后通过教学过程实例,阐述了材料力学课程专思融合教学过程,教学实践表明教学效果良好,可为新时代材料力学课程思政教学及一流课程建设提供一定参考。

关键词： 混杂SiC颗粒   铝基复合材料   卷积神经网络   力学性能预测   相场裂纹扩展本构  

摘要： 目的提高混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的韧性,利用卷积神经网络预测其力学性能,以得到力学性能关键因素的影响规律。方法首先,通过实验得到了铝基复合材料的力学性能数据。其次,基于相场裂纹扩展本构,采用Python代码批量生成了不同构型参数的代表性体积单元,并利用Abaqus软件进行了有限元仿真(FEM)。通过代码实现了建模与仿真的一体化构建,利用得到的仿真数据,建立了神经网络模型,并实现了对复合材料力学性能的预测。建模前,对数据进行预处理和筛选,以提高数据质量并降低模型复杂度。最后,建立卷积神经网络,并优化模型的超参数。结果通过建立的神经网络模型,实现了对复合材料力学性能的有效预测。极限强度的预测误差保持在−7%~8.5%,能耗的预测误差保持在−5%~6%,预测精度较高。结论通过结合实验、仿真和卷积神经网络模型,可以更有效地预测混杂SiC颗粒增强铝基复合材料的力学性能,从而为材料设计和制备提供指导。

关键词： 黄麻纤维   碱处理   水泥基材料   力学性能   耐水性能  

摘要： 为探究黄麻纤维的掺入对于纤维-建筑石膏基复合材料力学及耐水性能影响,使用NaOH对黄麻纤维进行碱处理,随后制备成纤维-建筑石膏基复合材料以测定其力学及耐水性能变化情况。由试验结果可知,与未经过碱液处理黄麻纤维相比,吸水处理25h后黄麻纤维吸水率降低了115.9%;而将25mm的黄麻纤维掺入石膏复合材料中可使其吸水率降低0.7%;经过5%碱处理后黄麻纤维抗拉强度和拉伸模量分别降低了4.76%和6.42%,且25mm的黄麻纤维的加入使得石膏基复合材料的拉伸性能和弯曲性能分别提高2.1MPa和9.6MPa,试验结果表明纤维的加入有效地增加了纤维-建筑石膏基复合材料的力学性能,但对其耐水性能影响较为不显著。

关键词： B4C/7075复合材料   Sc   Zr   力学性能   腐蚀行为   无析出带  

摘要： 限制高强度B4C/Al复合材料工程应用的关键为腐蚀问题,添加微量合金元素是提高其耐蚀性的有效措施。采用压力浸渗法制备了B4C/7075和添加微量Sc、Zr元素的B4C/7075-0.15Sc-0.35Zr复合材料,利用扫描电镜、透射电镜、弯曲性能测试、拉伸性能测试、中性盐雾试验和电化学测试对比研究了联合添加Sc和Zr元素对B4C/7075Al复合材料的显微组织、力学性能和腐蚀行为的影响。结果表明:添加Sc和Zr元素后,复合材料的抗弯曲强度和抗拉强度升高,腐蚀速率降低,腐蚀电流密度(Jcorr)下降,耐蚀性增强,这是因为添加Sc和Zr元素后,复合材料的晶界析出相细小且不连续分布,无析出带(PFZ)消失。

关键词： 超材料   神经网络   力学性能   预测  

摘要： 超材料是具有特殊机械性能的工程结构材料,可以通过设计单胞结构,定制超材料的力学性能。提出一种基于多保真度神经网络的超材料力学性能预测方法,采用拉丁超立方采样与物理试验、有限元分析等方法,构建包含两个保真度数据集的初始数据库。基于低保真度数据集,训练获得低保真度神经网络。冻结低保真度神经网络的通用特征层,对特定特征层基于高保真度数据集进行重训练,获得多保真度神经网络。将待预测结构件作为多保真度神经网络的输入,多保真度神经网络的输出即为预测得到的超材料力学性能。研究表明,所提出的方法预测精度与效率显著优于传统方法,为超材料的优化设计奠定了基础。

关键词： 三维编织   层间混杂   复合材料   力学性能  

摘要： 为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性能的影响。结果表明,单向碳纤维的加入显著提高了混杂复合材料的层间静态力学性能,其层间剪切性能随织物铺层分散性的增加而提升。而随着UD织物铺层比例的增加,混杂复合材料的弯曲性能和储能模量先升高后降低,压缩性能则不断下降。单向碳纤维的铺层角度对混杂复合材料力学性能的影响也较大,0°单向铺层混杂复合材料的静、动态力学性能均优于30°单向铺层混杂复合材料;在相同混杂比下,铺层顺序的不同对混杂复合材料的力学性能也有较大影响,0°单向铺层的三明治结构U6/3D/U6,其弯曲强度和弯曲弹性模量最高,分别为1210 MPa和117 GPa。此外,混杂复合材料3D编织层的失效以丝束与树脂的界面破坏为主,而单向层的失效以纤维断裂和分层破坏为主,不同的失效形式导致了混杂复合材料力学性能的差异。

关键词： 材料力学   梁受力分析   教学方法  

摘要： 梁构件的受力分析是材料力学教学当中的重要内容,完整并透彻掌握不同类型梁构件在不同外力、支撑方式下的剪力、弯矩分布是后续梁截面应力、挠度以及强度等核心教学内容的基础。现阶段梁剪力、弯矩的教学主要采用固定例题讲解的方式,缺乏互动性及多样性,制约了材料力学的教学效果。采用MATLAB梁受力分析工具箱实时演示不同截面形状、尺寸梁构件在不同支撑条件、载荷下的剪力弯矩分布及变化,极大地拓宽了授课方式的多样性与交互性,提高了材料力学的教学效率与效果,促进了学生学习的积极性,满足了学生课后自主探索的需求,值得推广使用。