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关键词： 噪声函数   材料力学   折枝   随机   可视化  

摘要： 为了快速真实地模拟风力过大引起的树木折枝现象,提出了一种仿真算法。首先结合噪声函数给出一个风场模型,然后应用材料力学知识分析树枝的运动细节后得出树枝的变形参数,并将变形参数加入到树木的分形几何解释中,最后在此基础上设计了树木折枝的可视化仿真方法。该算法可以通过调整风场模型中的参数得到不同风力作用下树木折枝的可视化仿真效果。仿真结果表明了算法的正确性和有效性,能够为统计树木受灾情况提供参考依据。

关键词： 材料力学   实验   实用   创新  

摘要： 材料力学实验课是理论课的重要组成部分。传统的材料力学实验课的授课方式存在着较多的问题,不能很好地发挥人才培养的作用。改革后的实验课符合培养实用型人才和创新型人才的要求。

关键词： 复合材料   碳纳米管   纤维增强   设计  

摘要： 本文综述了碳纳米管/连续纤维增强树脂基复合材料力学性能影响因素,同时对目前公开发表的几种预测碳纳米管/连续纤维增强复合材料模量及破坏强度的分析方法进行了介绍与分析。最后,对今后研究动向进行了展望。

关键词： 碳   环氧复合材料   热老化   吸湿率   力学性能  

摘要： 在室温及70℃条件下对单向T700/3234复合材料进行了湿热老化试验,分别测试了经历不同吸湿时间后材料的吸湿率、层间剪切强度和弯曲强度,并且利用扫描电镜(SEM)对力学性能试样的断口形貌进行了分析。结果表明,吸湿温度越高,饱和吸湿率越高。T700/3234复合材料具有良好的耐湿热性能,其层间剪切强度、弯曲强度保持率分别为69.33%和76.06%。吸湿使界面出现一定程度的脱粘是导致其力学性能下降的主要原因。

关键词： 材料力学性能   尺度效应   美国宾夕法尼亚大学   国家重点实验室   西安交通大学   《自然》杂志   变形行为   国家实验室  

摘要： 近日，西安交通大学金属材料强度国家重点实验室微纳尺度材料行为研究中心研究生余倩，在导师孙军、肖林教授，和该研究中心马恩、单智伟教授的悉心指导下，与美国宾夕法尼亚大学李巨教授、丹麦瑞瑟国家实验室黄晓旭博士合作，对微小尺度金属单晶材料中的孪晶变形行为及其对材料力学性能的影响进行了深入研究，发现了单晶体外观尺寸对其孪晶变形行为的强烈影响，以及相应材料力学性能的显著变化。此项成果已发表在2013年1月21日出版的《自然》杂志上。

关键词： 材料力学   RDX晶体   颗粒破碎   细观断裂   纳米压痕  

摘要： 研究了RDX晶体颗粒集合体的破碎以及单晶体的细观断裂行为。对三种RDX晶体颗粒的压制响应行为进行了研究,通过定义破碎比来描述晶体的凝聚强度和破碎程度。实验测定表明,商业级粗原料颗粒破碎比最高,约为1.53,最易破碎,而重结晶颗粒为1.47,球形化颗粒的破碎比最小,为1.17,最不易破碎。在压痕试验中,研究首次报道了RDX(210)面上的规则跳突现象。根据加载卸载曲线,计算了RDX的屈服应力为465MPa,远低于压痕试验测定的硬度值550MPa,进一步计算了加载卸载曲线的振荡应力幅值为8MPa,其对应的压入深度为1μm,即RDX晶体(210)面上规则跳突现象发生在约为1μm的深度范围,文中讨论了这一深度值的意义。

关键词： 光学测量   数字散斑相关技术   岩石材料   形变  

摘要： 岩石在外力作用下会发生形变,发现和了解岩石材料的形变、应力分布等对避免灾害会起到重要的预警作用。采用高精度的数字散斑相关技术,对岩石材料形变、应力和应变进行了非接触式测量。为验证实验结果的有效性,电阻应变计贴附于采集区附近并且实验结果与电测结果吻合较好。表明数字散斑相关测量技术能够用于岩石等材料的形变检测,预报变形信息,结果可以定量和定性显示。

关键词： 超高韧性纤维增强水泥基复合材料   四点弯曲   缝端破坏形态   断裂能   力学性能   水工混凝土  

摘要： 超高韧性纤维增强水泥基复合材料是以水泥材料为基材，以纤维为水泥基的增强材料所形成的一种新型水泥基复合材料。这种材料具有高拉应变能力、高韧性，其拉应变为普通混凝土拉应变的10倍以上，甚至比钢筋的应变还大，其饱和裂缝宽度较小，一般情况下小于100μm。因此，将这种材料用于海洋环境中，能够满足对裂缝宽度要求较高的水工混凝土结构，有效防止水工结构开裂，进而提高结构的耐久性。\n 基于超高韧性纤维增强水泥基复合材料的卓越韧性和良好耐久性，本文开展了试验研究工作，完成的研究工作内容如下:\n 1、超高韧性纤维增强水泥基复合材料的四点弯曲试验研究\n 通过试验设计、试验装置及过程、试验测试内容及测点布置等方面对四点弯试验进行了详细介绍，同时还详细分析了带纤维四点弯曲试件的破坏形态。通过四点弯曲试验得到的带纤维试件的荷载—位移曲线与理论模拟的结果基本吻合。\n 2、超高韧性纤维增强水泥基复合材料的断裂试验研究\n 断裂试验的试件尺寸包括80mm×150mm×700mm和100mm×200mm×900mm两种，其中前者的缝高分为h=50mm和h=60mm两种，后者的缝高h=80mm。本文对断裂试验试件的设计、试验装置及过程和试验内容及测点布置进行介绍，并研究分析了断裂试件梁的破坏过程及缝端破坏形态、试件的起裂荷载和极限荷载。研究不同条件下断裂试件的P-CMOD曲线、CMOD-CTOD曲线、P-δ曲线，总结其变化规律。另外，还计算了超高韧性纤维增强水泥基复合材料试件的断裂能，并将其与自密实堆石混凝土试件的断裂能进行对比。通过断裂试验表明:\n (1) PVA纤维的掺入，使得断裂试验梁的破坏由脆性破坏转化为延性破坏，主裂缝对缝端不再敏感，同时大大提高断裂试验的起裂荷载、极限荷载、极限荷载对应的CMOD值以及断裂试件的断裂能。\n (2)当PVA纤维体积掺量总量一定时，用少量的国产PVA纤维代替等量进口PVA纤维，所得断裂试验的P-CMOD曲线图大体一致。因此，可以考虑用部分国产PVA纤维代替等量进口PVA纤维，以期在保证力学特性的同时，降低工程造价。\n (3)通过对断裂试验的CMOD-CTOD曲线分析可以看出，尺寸效应在基体试件中更为明显。\n (4)当进口PVA体积掺量总量一定时，减小水泥、粉煤灰含量，增大石英砂含量，断裂试件梁的断裂能提高，并且试验梁的预制缝高越大，水泥、粉煤灰及石英砂的含量对其断裂能的影响越明显。\n (5)试件的断裂能随着缝高以及试件尺寸的增大有明显增大的趋势。在c/h相同的条件下，本试验断裂试件的断裂能远大于自密实堆石混凝土的断裂能。

关键词： 无机非金属材料   泡沫炭   炭化温度   煤矸石   力学性能  

摘要： 以酚醛树脂为基体前躯体,以煤矸石为添加剂,通过化学发泡、固化及炭化工艺制备煤矸石增强酚醛树脂基泡沫炭材料,采用SEM、XRD、电子万能试验机等手段对材料的形貌、物相和力学性能进行表征,研究了炭化温度对其力学性能的影响。结果表明,当炭化温度为1400℃时,泡沫炭的孔洞较为完整,呈圆形或椭圆形,当温度超过1400℃时,孔壁变得粗糙,边沿出现裂纹。当温度由1100℃升高至1250℃开始出现莫来石物相,并随着温度的进一步升高莫来石含量逐渐增多。随着温度从1100℃升高到1550℃,该泡沫炭材料的压缩强度表现出升高趋势。