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关键词： 高炉矿渣   粉煤灰   含水量   地基处理   力学特性   三轴压缩试验  

摘要： 目前，国家正大力提倡资源综合利用和环境保护，据不完全统计，中国每年的矿渣排放量高达3000万吨。对于这些废弃矿渣的大量排放，不仅使环境遭到严重的污染，而且人力财力也得到了很大一部分的消耗，所以对这些废弃物的处理及再利用已经成为当今世界可持续发展的重要趋势。 高炉矿渣这种在冶炼生铁时从高炉中排放的一种易熔混合物，是一种重要的多用途材料，其主要由脉石、灰分、助溶剂和其他不熔于生铁的杂质组成。怎样才能将高炉矿渣这种固体废弃物科学有效地应用到地基处理中是近来的一项重要研究课题。 近来，国外学者对高炉矿渣的组成成分、基本理化性能进行了大量的研究，研究结果非常理想。但在中国，高炉矿渣却存在着回收利用程度不够，资源浪费等问题。 本课题以高炉矿渣作为主要材料，进行建筑物的地基处理，通过对高炉矿渣与黏土在不同混合比情况下的混合土材料，进行了大量物理力学试验，对这种材料得力学特性及在最佳含水量下的不同配合比进行科学地分析，为高炉矿渣能够很好地应用于软土地基改良提供可靠的理论根据，实现建筑工程的研究中对材料的综合利用的目的。同时与高炉矿渣混合应用的粉煤灰在地基处理方面也有较好的效果，论文也将涉及其相关内容。本课题的研究在复合地基处理方面发挥着很重要的作用，同样，对整个岩土工程的发展都存在着一定的意义。 经济进行循环发展已经是当今世界发展的一大重点，是解决当今日益严重的环境问题的主要手段。课题通过对高炉矿渣的特性研究，将其作为一种新型的环保材料应用于建筑物的地基处理中。一方面，可以在很大程度上解决土地资源问题，对城市的环境改善做出了很大的贡献，达到废物再利用，促进经济循环发展的目的。另一方面，由于我国钢铁资源丰富，高炉矿渣的来源充足，能够把它有效的应用于工程中，将会对地基的处理带来很大的改进，并会对祖国的建设发展产生极大的效益，为我们日益重视的循环经济提供强有力的保障。

关键词： 材料力学性能   实验教学   考核方法  

摘要： 从优化教学内容、教学方法与教学手段、实验内容和考核方法四个方面,提出了"工程材料力学性能"课程的教学改革措施,以利于学生综合素质和创新能力的培养,使材料工程类专业毕业生更适用于社会及经济发展的需求。

ISBN: (纸本)9787564509569

关键词： 复合材料-高等学校-教材-复合材料-结构设计-高等学校-教材  

关键词： 固体氧化物燃料电池   残余应力   加工过程   断裂强度  

摘要： 固体氧化物燃料电池在生产过程中采用不同的加工手段,加工过程会产生一定的损伤,同时材料烧结过程产生比较大的残余应力,这些因素都会影响电池的使用寿命和完整性。本文通过实验测试,研究了不同加工过程对材料性能的影响,其中包括直接冲剪,激光切割以及切割后研磨等方法,并测试了这些加工手段对应的试件的强度。结果显示,直接冲剪法造成性能的分散性比较大,激光切割的性能较好,而研磨加工法对材料的性能影响最小;受残余应力或各层有效应力的作用,单层阳极材料的强度要高于双层电池结构材料的强度;利用弯曲法测试了半电池结构中的残余应力和不同薄膜对应的厚度残余应力,测试的结果和热弹性力学计算结果进行了对比。由于在高温时阳极材料有应力松弛现象,计算得出的残余应力高于实验测试结果。

关键词： 再生混凝土   弹性模量   抗压强度   损伤有限元   细观解析分析  

摘要： 混凝土是一种复杂的多相非均质材料，传统的混凝土的宏观力学模型将混凝土理想化为均质材料，通过试验得出其力学参数来满足工程需要，这种简化难以描述混凝土材料在外荷载作用下裂纹萌生、扩展及贯通而导致的由细观层次到宏观层次的损伤破坏过程。本文在细观层次上把混凝土看作是由粗骨料、水泥砂浆基体和二者之间的黏结界面所组成的三相复合材料，在此基础上来模拟混凝土的宏观力学性能。 弹性模量是混凝土材料的基本力学参数，它与混凝土的其它力学指标如断裂强度等有着密切的关系。本文结合AUTOCAD绘图功能与ANSYS的网格处理和计算功能，建立了不同粒径的骨料随机分布于软硬基体的特征体积单元模型，运用均匀化理论，计算了由随机骨料、基体和黏结层组成的三相复合材料的等效弹性模量，分析了随机颗粒的形状、粒径大小、分布特征、弹性模量以及基体弹性模量等的变化对复合材料力学性能的影响。 抗压强度是混凝土的最重要力学参数，在结构设计中必不可少。混凝土是各相材料性质差异较大的复杂的复合材料，单轴受压时内部应力分布很不均匀，局部产生较大的拉应力，这也是混凝土受压破坏的最主要原因。本文利用细观损伤力学理论建立再生混凝土随机骨料细观结构模型，通过选取合适的材料参数，建立再生混凝土各相材料拉应变与材料损伤程度相关的损伤模型，利用有限元软件ANSYS进行再生混凝土试样单轴荷载作用下细观损伤的计算分析，模拟混凝土立方体试件的单轴受压破坏过程，得到再生混凝土单轴受压的应力-应变曲线，分析了影响再生混凝土抗压强度的主要原因。

关键词： 微拉曼光谱技术   碳纳米管纤维   多级结构   界面   残余应力  

摘要： 随着微纳领域技术研究的兴起，准确测量和评价微尺度下材料与结构的力学行为成为人们普遍关注的热点之一，研究和发展新的微尺度力学实验测试表征技术成为目前迫切需要解决的关键问题。微拉曼光谱技术是近年来快速发展起来的一种有效的且颇具潜力的微尺度实验力学测试手段。作为一种光学测试技术，它具有无损、非接触、实时测量、高空间分辨率以及对材料变形的高应变灵敏度等诸多优势。本文主要围绕微拉曼光谱技术在微材料与结构力学测量中的应用研究开展相关工作。 首先，本文以CVD气凝胶工艺制备的碳纳米管纤维多级结构材料为研究对象，构建了综合宏观单轴拉伸测试、微观拉曼光谱测量和细观电镜分析的多尺度协同测量系统，通过实验测量给出了纤维在拉伸载荷作用下内部细观和微观结构的多尺度变形响应特征;基于范德华相互作用分析提出了两级界面力学模型，对细观束的界面强度和微观碳纳米管的界面强度进行比较，并进一步分析了纤维变形过程中的多级界面力学行为;最后，在实验和理论研究的基础上讨论了影响纤维材料宏观强韧度的关键因素和力学机理。 其次，作为微拉曼光谱技术在微尺度实验力学测量中的应用研究，本文对硅基底多层薄膜结构的残余应力和碳纤维增强复合材料裂纹尖端的应变场分布特征分别进行了测量和分析。在残余应力检测方面，实验获得了硅基片横截面上的工艺残余应力分布规律，并基于结构的力学平衡分析计算了薄膜内部的残余应力值。利用拉曼应变花测量技术实验分析了复合材料中沿碳纤维轴向传播的裂纹尖端的正应变场和剪应变场的分布特征。 本文利用微拉曼光谱技术不仅实现了微结构和微材料力学中的定量精密测量分析，而且表明基于微拉曼力学测量的多尺度协同测量技术可作为微尺度力学分析中一种有效的实验表征方法。

关键词： 教材   高等学校   材料力学  

ISBN: (数字)9787030351357 ISBN: (纸本)9787030351357

摘要： 本书共分十二章，包括：绪论，拉伸、压缩与剪切，扭转，平面图形的结合性质，弯曲内力，弯曲应力、弯曲变形，应力状态分析与强度理论等。

ISBN: (纸本)9787118083545

关键词： 碳纤维   经编多轴向织物   玻璃纤维捆绑纱   复合材料   孔隙率   拉伸性能   弯曲性能   冲击性能  

摘要： 轴向经编织物既发挥了高性能纱线的高强高模特点,又能充分利用针织线圈的可变形性能,以其优良的成型性、固有的悬垂性、良好的抗冲击性和能量吸收特性以及相对其他纺织增强结构低廉的生产成本和简单的工艺流程,迅速得到了广泛的研究和应用,是目前最理想的增强纺织结构。近年来,以高性能纤维碳纤维为增强材料的经编多轴向织物增强复合材料以其质轻、高比强度、高比模量已广泛应用于航空航天、军事、体育用品等领域。 经编多轴向织物编织中,捆绑纱起到的是固定衬垫纱的作用,避免纤维的层内和层间滑移,但已有研究表明,成圈纱线的种类和组织结构通过作用于增强纤维也会对多轴向增强结构材料的性能产生较大影响,当前生产中一般都以涤纶为捆绑纱编织地组织,实际上玻纤与涤纶相比有更高强力和模量,具有耐热、耐老化的优异性能,且玻纤与涤纶相比与树脂有更好的结合性能,可以提高树脂对织物的充分浸渍,进而改善复合材料的层间性能。 本研究的主要目的是通过探讨捆绑纱材料和其组织结构来提高复合材料的力学性能,以适应航空航天、军事等领域对材料性能要求的日益提高,也进一步拓宽玻璃纤维的应用范围。所以本文分析研究了玻纤做捆绑纱的土45°碳纤维经编织物增强复合材料的孔隙率和拉伸、弯曲冲击力学性能。为了确定玻纤的可编织性,比较了捆绑纱玻纤纱和涤纶的编织前后拉伸性能。测试对比涤纶/编链、玻纤/编链、涤纶/经平、玻纤/经平四种增强织物经、纬向和45°方向拉伸强度,完成增强织物与环氧树脂的复合成型。用烧灼法测试所有种类复合材料的孔隙率,并对复合材料的经向、纬向、45°拉伸性能、经向弯曲性能和经向冲击性能进行测试,比较测试数据,观察破坏试样,分析破坏模式,分析玻纤捆绑纱和地组织对力学性能的影响。 研究结果表明：±45°碳纤维经编增强织物经向拉伸中,由于玻纤的刚度大更易脱散,所以玻纤捆绑纱织物强力较小;复合材料的孔隙率从低到高顺序为：玻纤/编链、涤纶/编链、玻纤/经平、涤纶/经平,玻纤做捆绑纱的材料比涤纶捆绑纱复合材料的孔隙率要小,铺层数越多,复合材料孔隙率越小;综合复合材料的拉伸、弯曲、冲击试验数据和各破坏模式的分析可得到：玻纤纱代替涤纶做捆绑纱可通过改善材料层间性能一定程度地提高复合材料的力学性能;捆绑纱材料相同时,与编链组织相比,经平组织复合材料有较优的力学性能。