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关键词： 菱镁胶凝材料   力学性能   复合改性外加剂  

摘要： 目前市面上的菱镁板材在其力学性能指标上与木材相比尚存在一定的差距,在菱镁胶凝材料中添加纳米钛白粉、聚氨酯、脲醛树酯、烷基苯磺酸钠按一定配比组成的复合改性外加剂,能全面提高菱镁材料的各项力学性能指标,对于菱镁材料大范围取代木材提供了理论依据.

关键词： 非织造材料   图像融合算法   Python语言   ABAQUS   有限元分析  

摘要： 纺粘热轧点粘合非织造材料是经纺粘成网工艺和热轧点粘合工艺加工而成的一种非织造材料,其产品拥有成本低、性能好、用途广等优点,在市场上得到迅速的发展。产品应用于过滤口罩、医用手术服、卫生巾、婴儿尿不湿、成人失禁垫等医疗卫生领域时,非织造材料必须保证产品撕裂强度,应用于电缆电机绝缘材料、电池隔膜、包装材料、服装衬里、箱包衬里、涂层基布等领域时,非织造材料要具有良好的各项同性强度,所以非织造材料的力学性能决定了其产品的使用性能。 本课题采用纺粘热轧点粘合非织造材料为样品,通过计算机辅助显微镜系统的光学显微镜在同一视角条件下拍摄多层多焦而图像(75层),利用课题组前期研究的图像融合算法,获得纺粘热轧点粘合非织造材料的融合图像。对样品的融合图像,进行去噪处理、边沿检测、图像分割和细化等后处理,得到样品的清晰融合图像。在此基础上测量了材料中纤维细度、热粘合点大小和间距、热粘合点面积比、纤维取向分布和提取了纤维和热粘合点的位置信息。 为了研究纺粘热轧点粘合非织造材料的断裂应力分布和纤维取向分布的关系,对纺粘热轧点粘合非织造材料样品以15度为一个单位值进行试样剪取,每块材料取12份样,每份样取3块试样,在YG065H型电子织物强力机和自制的简易拉伸设备进行力学拉伸试验。 通过Python编程语言利用图像融合算法提取的纤维和热粘合点的位置信息,编写ABAQUS软件可读子程序,在ABAQUS软件中再现纺粘热轧点粘合非织造材料的几何结构有限元模型,并对材料样品的力学拉伸试验进行了有限元模拟。 在模型中,通过改变热粘合点的粘弹性材料属性参数,对比不同参数条件下模拟所得应力-应变曲线,结果表明在力学拉伸的初始时期,有限元模型中材料的热粘合点可视为弹性体。 在模型中,通过改变材料中纤维的弹性和塑性参数,对比不同参数条件下模拟所得应力-应变曲线,结果农明在不考虑其他因素影响的条件下,材料中纤维对整个材料的力学性能影响较大 通过有限元模型所得应力-应变曲线和材料的力学拉伸实验所得应力-应变曲线的对比,结果表明材料中热粘合点的排列方式不同,会形成不同的热粘合点系统。热粘合点系统影响材料拉伸初期阶段,对材料的初始模量具有决定作用,是由于在拉伸的初始阶段,应力主要集中在材料的热粘合点系统上 通过纺粘热轧点粘合非织造材料中纤维取向分布和材料的断裂应力分布对比发现,其断裂应力分布和纤维取向分布非常一致,力学拉伸实验进行到后期中,热粘合点的条纹系统或菱形系统遭到破坏材料的断裂应力分布和材料纤维取向分布非常一致,材料的拉伸后期,热粘合点系统遭到破坏,纤维的取向决定了非织造材料的宏观各向异性。

关键词： 材料力学   虚拟现实   虚拟实验室  

摘要： 针对目前我校材料力学传统实验教学中出现的一些问题,提出利用虚拟现实技术建立材料力学虚拟实验室来解决的办法,阐述了材料力学虚拟实验室的设计和应用。

关键词： 界面   碳纳米管   复合材料   内聚力模型  

摘要： 碳纳米管由于其极好的力学性能和温度稳定性，被认为有可能是一种极好的轻质增强、增韧材料，深入探讨碳纳米管及其复合材料的力学性能将对其应用及发展起到促进作用。但是碳纳米管超强的力学性能并不能保证其增强的复合材料能达到预期的力学性能，其主要原因在于碳纳米管/聚合物之间界面对复合材料的性能具有非常重要的影响。因此碳纳米管和聚合物基体界面力学性能的研究对进一步推动复合材料的应用有着非常重要的意义。 由于实验条件的限制以及碳纳米管复合材料的多尺度特点，使对碳纳米管复合材料界面力学性能的理论与数值研究是一个热点。在连续介质模型中，考虑范德华力，用有限元方法建立碳纳米管复合材料界面相的模型，研究其界面力学性能，以及复合材料有效力学性能的研究还比较少。本课题结合内聚力模型，采用考虑内聚力界面相的均匀化分析方法，预测碳纳米管复合材料界面的力学性能、损伤破坏以及碳纳米管复合材料的有效力学性能。本论文主要包括以下三个部分的内容： （1）建立基于内聚力界面模型的连续碳纳米管增强聚合物复合材料的横向力学模型，在细观尺度上研究界面的力学性能和损伤脱粘机理。建立不连续碳纳米管不同排列方式下的碳纳米管复合材料的纵向模型，研究结果表明，碳纳米管在基体中的不同排列方式对界面的损伤起始和脱粘过程影响很大。 （2）从应力应变曲线来分析界面力学性能对复合材料有效性能的影响，通过改变界面参数内聚力强度和内聚能，发现界面内聚力强度决定了复合材料的强度，而界面内聚能决定了复合材料的韧脆性能。在相同体分比和长径比之下，不连续碳纳米管的排列方式对复合材料有效性能的影响非常显著，交错型的碳纳米管排列方式具有最优的增强效果。 （3）模拟了裂纹在基体、界面、碳纳米管之间的任意路径萌生和扩展。把零厚度的内聚力单元插入到所有实体有限元网格中建立内聚有限元模型，分析了不同界面强度对复合材料破坏方式的影响，当界面强度相对较高时，损伤和破坏发生在靠近碳纳米管端部的基体位置，裂纹方向垂直于拉伸方向。当界面的强度相对较弱时，损伤首先出现在端部界面内，再由端部界面扩展到基体和切向界面，最后沿界面所在横截面断开。分析了在含初始微裂纹的复合材料的力学性能，研究结果证明了垂直于拉伸方向且位于横截面中没有增强相的区域内的微裂纹最危险，最容易发生裂纹扩展。 本研究有助于理解碳纳米管复合材料的增强机理以及损伤破坏机制，对碳纳米管复合材料的设计和性能分析具有参考价值。

关键词： 硼酸镁晶须   铝基复合材料   热挤压   时效   强化机制  

摘要： 近年来,硼酸镁晶须以低价格和高性能而在增强铝基复合材料方面具有很好的应用前景,目前国内外学者大多研究以挤压铸造法制备的硼酸镁晶须增强铝基复合材料为主,而对于粉末冶金法制备该复合材料还未见相关报道。本文通过实验研究了不同晶须含量、挤压比、挤压温度和时效处理等工艺参数对粉末热挤压法制备的硼酸镁晶须增强6061铝基复合材料的力学性能的影响,并探讨了不同工艺参数对复合材料的作用机理。 研究了晶须体积分数为5、10、15、20%的复合材料的室温力学性能,结果表明随晶须含量增加,复合材料屈服强度先增加后减小,峰值点的晶须含量为15%,大于该含量时材料屈服强度降低；晶须含量为15%时,抗拉强度较基体合金增加16.5%,复合材料具有最高抗拉强度；延伸率随晶须含量增加而逐渐下降,晶须含量为20%时降至最低值6.3%。 分别研究了挤压比为9：1、16：1、25：1和36：1时晶须体积分数为10%复合材料力学性能,提高挤压比可使材料屈服强度和抗拉强度增加,但当挤压比超过25：1后材料的强度不再增加,复合材料塑性随挤压比提高而降低。 研究了挤压温度为450、480、510、540和570℃且挤压比为25：1时15vo1.%复合材料室温力学性能,结果表明随挤压温度的提高,材料屈服强度、抗拉强度和塑性均是先升高后降低,在挤压温度为540℃时均达到最大值。这是由于提高温度有利于硼酸镁晶须在基体合金中的分散,复合材料致密度提高,但当温度过高时部分合金趋于熔化。 研究了单级固溶时效处理对硼酸镁晶须体积分数为15%、挤压比为25：1、挤压温度为540℃的6061铝基复合材料力学性能的影响。结果表明,经520℃,50min固溶和170℃,10h时效处理后复合材料屈服强度和抗拉强度达到最大值,较未热处理前分别提高45.1%和31.2%,但延伸率降低40%,时效开始时间较基体合金提前。

关键词： 教材   高等学校   材料力学  

ISBN: (纸本)9787030363046

摘要： 本书主要内容包括绪论与基本概念、拉伸和压缩、剪切、扭转、弯曲内力、截面几何性质、弯曲应力、弯曲变形、简单静不定问题、应力状态和强度理论、组合变形、压杆稳定、能量法、静不定结构、动荷问题、疲劳与断裂。有《材料力学学习指导》（大连理工版）和《材料力学案例-教学参考书》（科学出版社出版）配套使用。

关键词： 弯曲   内力图   符号   方法  

摘要： 在进行弯曲内力分析及内力图绘制时,学生常常混淆、容易出现错误的是内力的正负问题。笔者在有关教材规定符号方法的基础上总结出一套通俗易懂的方法,本文在介绍截面法的基础上结合实例详细地给学生介绍此种通俗易懂的内力正负规定和计算方法。

关键词： 橡胶粉掺量   力学性能   水稳定性能   综合路用性能  

摘要： 半柔性路面复合材料是柔性路面材料和刚性路面材料的衍生品，是在这两种路面材料的基础上进一步发展，把这两种材料的优点集于一身的新型路面材料，在力学性能及路用性能都表现了极大的优势。在国外比如日本、法国等国研究起步较早，我国现在对其研究深度和广度还不够。在实际的工程应用中还停留在某个短的路段的铺装实验阶段，大面积的推广和应用还有待时日。这主要是此材料还存在诸多缺陷和需要完善进步的地方，比如路面裂缝的大量产生、水温和高温稳定性还不够理想、灌入砂浆的多少及砂浆性能的改善等等，所以对半柔性路面复合材料的研究是有深远的意义的。针对以上问题，开展了以下研究并取得了成果： 首先对橡胶粉水泥砂浆进行系统性研究，在制作满足要求的半柔性路面普通砂浆的基础上，通过同体积的橡胶粉替代同体积的细集料，来分析、对比橡胶粉水泥砂浆和普通水泥砂浆的各项物理力学性能。实验证明在掺入0%-28%的橡胶粉与砂的置换，可以改善砂浆的流动性、干缩性、含气量，其柔性增加但抗压抗折能力以及刚性降低，复合材料各项力学性能指标仍符合规范要求。 在规范范围内设定各种母体空隙率，通过设定的基体空隙率运用体积法来确定各集料的级配，再利用实验来确定各基体空隙率20%、23%、25%、28%的最佳沥青用量分别为4.6%、4.8%、3.6%、3.2%；利用体积法实测各设定空隙率和实际空隙率的误差。最后将掺入16%、40目的橡胶粉水泥砂浆灌入各空隙率的基体沥青混合料中制作试件。 将制作好的试件对其进行力学和水稳定性方面的研究，系列实验表明：在小于28%的基体空隙率的情况下，空隙率的加大可以提高复合材料的抗压强度和抗压回弹模量、劈裂强度在超过28%的空隙率的情况下对其力学性能反而有抑制作用。在通过冻融劈裂实验及马歇尔浸水实验得出在20%到30%的空隙率范围内，加大基体的空隙率有助于提高材料的水稳定性能，但是超过30%空隙率的时候适得其反。综上所述，在目标空隙率下，按本文提出的橡胶粉目数、掺量、材料级配，其复合材料的水稳定性能优于常规材料。

关键词： 材料力学-高等学校-教材  

摘要： 《材料力学》是普通高等学校土木工程专业精编系列规划教材之一本。本教材共分12章，内容包括：绪论、轴向拉伸与压缩、剪切与挤压、扭转、弯曲等基本变形和应力状态、强度理论、组合变形、压杆稳定、能量方法、动荷载与交变应力、电阻应变测量技术等。

关键词： 微试样   液压鼓胀   力学性能   数值模拟  

摘要： 本文对新型的微试样技术——“微型试样液压鼓胀法”进行了初步研究。该方法借鉴爆破片工作原理,对圆形薄片试样进行液压加载,使薄片鼓胀并爆破,在试验过程中,实时记录载荷-圆形薄片中心点位移曲线,通过此载荷-位移曲线上的特征载荷,以及爆破试样的形变,来关联材料传统拉伸试验所得的抗拉强度、屈服强度和断后伸长率等,从而建立起测试材料力学性能的新型微试样试验技术。 本文开发了相关试验装置,对Al、Ni201、16MnR.316L、SA240304、S30408、 SUS304等材料进行拉伸试验以及液压鼓胀试验,测试得到了载荷-试样中心点位移曲线,并从试验、理论及ANSYS模拟三方面进行了研究。本文的主要研究工作及成果包括： (1)合理确定了微型试样的尺寸,成功开发了能用于微型圆形薄片液压鼓胀试验的装置。 (2)在大量材料试验基础上,建立了由新型微试样载荷-位移曲线以及试样母线断后伸长率、厚度减薄率估算材料力学性能的方法。 (3)采用试验及数值模拟的方法,研究了试样厚度、火具倒角、加载速率等对试验结果的影响。研究表明,试样厚度对试验结果影响较大。