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关键词： 工程教育   材料力学性能   专业认证   教学改革  

摘要： “材料力学性能”是材料成型及控制工程专业核心基础课程,其目的在于掌握材料基本力学性能、测试方法以及分析微观机理,以便更好地运用到实践应用。随着我国高等教育教学改革的不断推进,传统的教学模式已经无法适应时代发展需求,因此必须对其教学方法和手段加以创新。将材料成型及控制工程专业培养方案与学生就业方向相结合,对材料力学性能理论和实验课程现有教学模式进行详细分析探讨,结合工程专业认证背景下课程教学的实际需求,对材料力学性能课程实验提出了内容优化方向,注重学生实际操作体验,提高基础知识运用和实验创新能力,以达到较好的“寓教于学”的效果。

关键词： 金属基复合材料   界面热失配   热失配缺陷   热残余应力   力学性能  

摘要： 由于金属基体和增强相的热膨胀系数存在差异,金属基复合材料在制备降温过程中不可避免地产生热失配应力。研究表明,金属基复合材料热失配应力在近界面处以不同类型金属缺陷的形式进行释放,在远离界面处以热残余应力的形式保留。热失配应力释放的缺陷类型、尺寸、密度以及热残余应力的存在均会显著影响金属基复合材料的力学性能。本文阐述了界面热失配缺陷和热残余应力的产生,详细分析了界面热失配对金属基复合材料力学性能的影响,为进一步实现金属基复合材料的界面结构设计和优化提供理论基础和科学依据。

关键词： 缓凝剂   氯化钡   纤维增强   碱矿渣   力学性能  

摘要： 通过开展单轴拉伸与抗压力学性能试验,系统探究了Ba Cl_(2)对高延性碱矿渣复合材料(HDASC)力学性能的影响.结果表明:当Ba Cl_(2)掺量为3.0%时,HDASC的凝结时间延长至109 min;HDASC的初裂强度、抗拉强度及抗压强度随着Ba Cl_(2)掺量的增加逐渐降低,尤其是Ba Cl_(2)掺量为3.0%时,HDASC强度的下降率高达50.0%,但其拉伸应变基本维持在6.24%~9.66%的高延性区间;Ba Cl_(2)的掺入使得HDASC的水化程度逐渐降低、孔隙数目增多,降低了基体的密实度,削弱了纤维与基体的黏结.

关键词： 电测法   材料力学实验   应变片粘贴  

摘要： 电测法在材料力学实验中有着极为重要的应用,在我校基础力学实验独立设课的机遇下,材料力学实验课时得到扩充,在此背景下,为了让学生对电测法有更深入的理解,增强对应变片的认知及提升应变片的粘贴能力,我们新增了“电测原理与贴片综合训练”这一实验。通过该实验的学习,学生不仅加深了对电测法的理解和认识,同时掌握了应变片粘贴的操作流程和技巧。

关键词： Mo_(2)BC-TiC复合材料   微观组织   力学性能   摩擦学性能  

摘要： 本文以Mo_(2)BC粉为原料,纳米TiC粉为添加相,采用快速热压烧结技术制备了Mo_(2)BC-TiC陶瓷复合材料。研究了添加质量分数5%的纳米TiC对Mo_(2)BC-TiC复合材料的微观组织、力学性能和摩擦学性能的影响。结果表明:添加质量分数5%的纳米TiC可以显著改善Mo_(2)BC陶瓷的烧结性能和微观组织,提高其力学性能。添加纳米TiC后,复合材料的相对密度、维氏硬度、弯曲强度、压缩强度和断裂韧性可以分别达到98.9%、18.1 GPa、480.5 MPa、2.9 GPa和4.1 MPa·m^(1/2)。Mo_(2)BC-TiC复合材料的断裂方式主要是穿晶断裂。Mo_(2)BC-TiC复合材料还表现出了良好的摩擦磨损性能,摩擦因数为0.42,磨损率为0.6×10^(-5)mm^(3)/(N·m)。

关键词： 梁弯曲   正应力   应变测试   实验教学  

摘要： 为了提高实验教学质量,结合同济大学航空航天与力学学院力学实验中心的实验设备与教学大纲,从实验原理的讲解、实验设备的操作、实验报告的制作等方面,对材料力学弯曲变形正应力测量实验教学规范的制定展开了讨论。旨在帮助学生加深对理论知识的理解,指导学生学习实验应力分析方法,提高学生的数据分析能力,培养学生的探索意识和综合科学素养。

关键词： 增材制造   微点阵材料   动态力学响应   变形机理   细观模型   多尺度设计  

摘要： 三维微点阵材料是一种由复杂拓扑胞元周期性排列构成的超轻质结构材料,兼具极低的密度、优越的力学特性和良好的能量吸收等性能,是满足轻量化、抗冲击和多功能集成需求的重要新型战略材料.增材制造技术的快速发展,为三维微点阵材料的制备和优化设计带来了便利的条件,二者的结合为航空航天、轨道交通以及武器装备等领域实现防护结构轻量化和多功能一体化提供了新思路.为阐明增材制造三维微点阵材料的动态力学特性与变形失效机理,进一步开展材料多尺度优化设计,拓展增材制造微点阵材料在冲击防护等领域的应用,对增材制造三维微点阵材料力学行为与设计的研究成果进行了系统的综述和展望.依据增材制造三维微点阵材料的多尺度结构特征,分别评述了不同类型微点阵材料的宏观动力学响应与失效机制、细观性能表征与结构优化设计、微观组织特征与变形机理等方面的研究,展望了未来增材制造三维微点阵材料在冲击防护领域面临的问题和挑战.

关键词： 缝合复合材料   缝合设备   力学性能   失效模式  

摘要： 针对缝合机针在缝合预制体时难以刺入或断针现象,本文模仿电钻打孔机原理,制备一种机头可旋转的缝纫设备,探究机头旋转和非旋转状态下,机针对不同厚度碳纤维缝合复合材料的力学性能影响。结果表明:旋转式机针在缝合25层8mm厚度织物时,因旋转与面内纤维产生摩擦,会加剧破坏复合材料的力学性能;旋转式机针在缝合13层4mm厚度织物时,力学性能有所提高,其中拉伸性能提升显著,拉伸强度比直刺式提高了12.57%,拉伸模量比直刺式提高了10.90%;两种机针运行方式缝合的缝合复合材料破损形貌与失效模式相似,均为纤维束断裂、缝线断裂、基体裂纹拓展与纤维分层,最终整体失效。

关键词： 碳纳米管   聚丙烯   固相拉伸   力学性能   结晶性能   电磁屏蔽  

摘要： 以聚丙烯(PP)为基体,以碳纳米管(CNTs)为改性材料,利用熔融共混法制备CNTs/PP复合材料,并进行固相拉伸处理,分析固相拉伸和加入CNTs对PP性能的影响。通过广角X射线衍射仪、2D-广角X射线衍射仪、小角X射线散射仪、差示扫描量热仪、偏光显微镜、扫描电子显微镜、万能试验机和矢量网络分析仪对复合材料的结晶、力学与电磁屏蔽性能进行了研究并给出了相应的电磁屏蔽增强机理。结果表明:经固相拉伸处理和加入CNTs均会提高复合材料的拉伸强度,降低断裂伸长率;CNTs的加入起到了明显的异相成核作用,细化晶粒并提高了结晶度;同时,固相拉伸前后的CNTs/PP复合材料的晶型未发生改变,但固相拉伸显著促使了α晶的生长。随着固相拉伸速率的增加,复合材料的结晶度出现轻微降低;固相拉伸处理和CNTs加入均会提升电磁屏蔽性能,且拉伸速率过高反而使电磁屏蔽性能降低。

关键词： HA/Ti复合材料   粉末冶金   稀土   抗压强度   生物活性  

摘要： 为进一步改善HA/Ti复合材料的性能,以HA粉及商用Ti粉为原料,分别加入一定量的不同稀土化合物(CeO_(2)、LaF_(3)及SrO),利用粉末冶金方法制备了稀土增强型HA/Ti生物复合材料。借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、金相显微镜及万能力学试验机,探究了三种稀土元素对HA/Ti复合材料组织结构、力学性能及生物活性的影响。结果表明,分别添加0.3%的CeO_(2)、LaF_(3)及SrO稀土化合物所得的三种复合材料的力学性能均得以改善,其抗压强度分别为47、91 MPa和40 MPa,而未添加稀土的HA/Ti复合材料的抗压强度仅为34 MPa;且LaF_(3)还能进一步改善复合材料的生物活性,但添加CeO_(2)和SrO未能改善其生物活性。