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关键词： 医用钛合金   多孔材料   增材制造   组织   力学性能  

摘要： 钛合金多孔材料具有与人体骨匹配的弹性模量,可有效解决金属植入物与人体骨弹性错配;其内部存在的大量孔隙有利于周围细胞的长入和新骨的生长,从而促进骨组织形成。近年来,增材制造(3D打印)技术被用于钛合金多孔材料制备,该方法可以精确控制孔隙参数,并且克服了因金属高熔点造成的制备困难。本文综述了作者团队在3D打印医用Ti-6Al-4V、纯Ti以及低模量钛合金多孔材料组织及力学性能的研究结果。对于Ti-6Al-4V两相合金,其疲劳性能受多孔结构设计和多种后处理的影响。纯Ti多孔材料较Ti-6Al-4V更优的疲劳寿命源于其更好的塑性和形变孪晶的应变硬化效应。低模量Ti2448合金的优异疲劳寿命则源于其超弹性提高裂纹萌生寿命,高韧性提高裂纹扩展寿命。最后展望了复杂生理环境腐蚀疲劳性能、多孔材料表面生物活化处理和新型医用金属体系多孔材料等发展方向。

关键词： 模块化教学   知识体系   材料力学  

摘要： 材料力学是机械、土木、材料等传统工学的一门专业基础课。针对目前材料力学课程教学的现状以及存在的问题,本文分析了材料力学课程的知识体系及其同课程教学目标的联系,提出了材料力学课程内容的模块化教学改革方案,并且详细地阐述了材料力学课程内容模块化教学的具体内容,分析了各模块之间的联系和该模块化教学改革的优点,及对材料力学课程教学的促进作用。通过材料力学课程内容模块教学改革,强化了对比,突出了规律性,且和工程实践衔接更紧密。

关键词： 预制裂隙   单轴压缩   PFC2D   数值计算  

摘要： 为了研究含预制裂隙岩石的力学特性,制备不同角度的断续裂隙类岩石试件,对含裂隙岩石试件进行单轴试验,发现倾角40°断续裂隙的单轴抗压强度最大,60°次之,20°最小。使用PFC2D对试验过程进行模拟,并分析试验过程中微裂纹与应力的变化规律,发现岩桥强度对试件单轴抗压强度具有重要影响,通过对比发现数值模拟的应力-应变曲线的变化规律与物理试验结果基本一致。

关键词： 钢纤维   振捣   空间分布   CT  

摘要： 本研究制备了水灰比0.4,纤维体积率分别为0%、0.5%、1%、1.5%和2%,振捣时间30 s和过振捣2、4及6 min的钢纤维水泥砂浆试件,测试了力学性能,借助CT图像技术量化纤维的空间分布情况,研究了钢纤维含量及空间分布对材料力学性能影响。研究结果表明:振捣作用使纤维在基体内形成垂直梯度分布,并发生定向偏转,其中低掺量试件的现象较为明显;材料强度与纤维含量和振捣时间相关,纤维含量为2%的试件劈裂和弯曲强度提升率达92.36%和231.59%;过振捣6 min试件劈裂强度变化率约为10%,弯曲强度提升率也普遍在15%以上;通过振捣合理改变纤维分布,可使低掺量试件劈裂及弯曲强度达到甚至超越高掺量试件。

关键词： 工程化理念   复合材料力学   翻转课堂   教学改革  

摘要： 复合材料力学课程是高效设计国家重大工程中复合材料构件的重要基础。针对目前国内工科高等院校复合材料力学工程化课堂教学中存在的不足,结合国家重大工程及科技前沿,探索新工科工程化教学理念在复合材料力学课程翻转课堂教学中的应用。具体包括:增加复合材料力学工程化教学内容;调整教学方法,实现工程化翻转课堂;引入课程思政,突出复合材料工程实例对社会的贡献;建立基于工程化教学理念的多维评价体系。教学实践结果表明,基于工程化教学理念的复合材料力学课程教学效果良好,有利于学生构建工程化复合材料力学知识体系。

关键词： 超疏水性   耐久性   表面润湿模型   测试方法   提升策略  

摘要： 超疏水材料因其独特的润湿性被广泛应用于防污防腐、水下减阻及油水分离等众多领域。然而,大多数超疏水材料在受到外界机械磨损后,容易造成其表面的微观结构塌陷或者低表面能物质消耗,而影响或丧失超疏水性能。通过对表面润湿模型的分析,阐明了两条增强超疏水材料力学耐久性的主体思路,并介绍了超疏水材料力学耐久性的典型测试方法及其特点;其次,基于国内外研究现状和发展趋势的分析与梳理,归纳了4种提升超疏水材料力学耐久性的策略,分别为设计微纳米多级粗糙结构、引入高分子粘结层、构建自相似结构及自修复功能化;最后,总结了提升超疏水材料力学耐久性所面临的挑战,并展望了其未来的发展前景。

关键词： 机械自动化   材料力学   技术分析  

摘要： 机械制造业在我国国民经济中占有重要的地位,随着经济技术水平不断提升,对制造行业提出了更高要求。传统机械制造企业面临着诸多问题。为了提高产品质量和生产效率、降低成本以及保证安全生产等方面都需要运用先进设备来实现自动化控制、智能化管理与检测工作;本文主要针对当前我国现阶段企业所存在的材料力学测量方法进行分析研究并制定相关对策;希望能够通过本论文为后续其他制造业发展提供借鉴,从而促进中国经济增长,推动国民经济持续健康稳定地向前。

关键词： 三维异型纺织复合材料   预制体   织造装备   力学性能   数值模拟  

摘要： 近年来,三维纺织复合材料因其整体性能优异、结构丰富和净成形等特点,被广泛地应用于国防重大工程领域。其中,三维异型纺织复合材料理论研究仍远落后于应用。从三维异型纺织复合材料构件的应用出发,根据各种构件的典型特征分类归纳了三维异型纺织结构件的应用现状,总结了三维异型纺织复合材料预制体的主要织造工艺和织造装备的发展现状,并从不同的层级分析国内外对三维异型纺织复合材料的力学性能、细观结构建模、数值模拟等方面的研究进展,提出了三维异型纺织复合材料研究面临的关键问题,以期为三维异型纺织复合材料在未来的应用提供支撑。

关键词： 玄武岩纤维   水泥基材料   力学性能   电磁性能  

摘要： 玄武岩纤维已广泛应用于水泥、混凝土等建筑材料中。综述了玄武岩纤维的物理化学性质,具体为纤维的组成成分、力学性能和介电性能;介绍了玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料物理力学性能的影响,主要包括抗压、劈裂抗拉、弯曲、抗剪强度及电磁性能等。结果表明,玄武岩纤维抗拉强度高,力学性能好,电绝缘性能优越;玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料的抗压强度没有明显改善作用,但对其他力学性能均有较大幅度提升;玄武岩纤维对硅酸盐水泥基材料电磁性能影响的研究结果不统一。最后根据当前研究现状与存在的不足,指明了今后研究的方向。

关键词： 陶瓷修复体   力学性能   上釉  

摘要： 口腔陶瓷修复材料在试戴时或固定后需进行调磨,造成修复体的表面损伤,粗糙程度提高,强度下降,使力学性能变化。再上釉、抛光可以减少假体的表面粗糙度,恢复其表面光滑,是目前常用的陶瓷修复体表面处理工艺。上釉和抛光可以改善玻璃陶瓷的表面粗糙度(弯曲强度,硬度,断裂韧性),而且,抛光后的强化效果比上釉好。经过上釉和磨光处理后,氧化锆陶瓷的抗折强度和断裂韧性都得到了改善。学术界的观点比较统一;但是关于硬度变化存有争论,目前已有研究表明,硬度是氧化锆的内在属性,表面加工不能使其硬度发生变化,另外,还有一些研究表明,上釉和抛光可以降低表面裂纹增加氧化锆硬度。