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关键词： 混杂增强   铝基复合材料   等温锻造   力学性能   成形工艺  

摘要： 强韧性匹配是金属基复合材料需解决的关键问题,强度的提升往往导致韧性损失,而混杂增强铝基复合材料可以综合各组元的优点,起到同时增强的协同混杂效应。为探索等温锻造工艺对混杂增强铝基复合材料力学性能的影响,采用真空烧结工艺制备了CNTs/SiC_(p)混杂增强Al-Cu-Mg铝合金复合材料,其CNT和SiC的质量分数分别为0.7%和10%,分别在450℃、460℃、470℃进行了80%变形量的等温锻造加工,研究了等温锻造对复合材料微观组织和力学性能的影响规律。结果表明混杂增强铝基复合材料经过等温锻造加工后的塑性相比烧结态锭坯发生明显上升,材料经470℃等温锻造后同比具有最好的综合力学性能,相比烧结态锭坯的抗拉强度提升了48%,延伸率提升了260%。等温锻造后,组织中的絮状相及细长形SiC颗粒在垂直于锻造方向上发生流线型分布,对材料的拉伸力学性能起到了强化作用。本研究为后续新型高性能铝基复合材料的开发与应用提供一定理论支撑。

关键词： 植物纤维   聚乳酸   硬脂酸钙   力学性能  

摘要： 以硬脂酸、CaCl_(2)、NaHCO_(3)和NaOH为原料,对植物纤维进行硬脂酸-CaCO_(3)协同改性,在纤维表面沉积CaCO_(3)颗粒和疏水的硬脂酸钙层,并通过造纸法制备改性植物纤维/聚乳酸(PLA)复合材料。结果表明,协同改性生成的硬脂酸钙包裹了CaCO_(3)颗粒并覆盖在植物纤维表面,提高了纤维的疏水性,复合材料的力学性能随c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小;反应温度对复合材料强度影响较小;复合材料的抗张指数和耐破指数随c(NaOH)∶c(NaHCO_(3))的增加而先增加后减小,耐折度则持续减小;最佳改性条件为:c(硬脂酸)∶c(NaHCO_(3))∶c(NaOH)=4∶6∶6、反应温度75℃,此时制备的复合材料抗张指数、耐破指数和耐折度分别为51.0 N·m/g、3.56 kPa·m^(2)/g、244次。

关键词： 地聚物骨料   高延性纤维增强水泥基复合材料   单轴拉伸试验   本构模型   微观机制  

摘要： 为探究地聚物骨料(GPA)对高强度高延性纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响，对不同GPA取代率下的地聚物骨料高延性纤维增强水泥基复合材料(GPA/ECC)进行抗压强度与单轴拉伸试验，通过分析GPA/ECC抗压强度与拉伸应力-应变关系曲线，研究GPA/ECC抗压性能、拉伸性能及拉伸应力-应变关系，同时结合SEM-EDS对其微观结构与元素含量进行分析以揭示GPA对GPA/ECC宏观力学性能的影响机制。结果表明，相比于精细石英砂基体，随着GPA取代率的增加，GPA/ECC整体强度与弹性模量略有下降，但其应变硬化能力、裂缝控制能力以及基体韧性明显提升，相应拉伸峰值应变分别提高约19.3%、50.3%、64.6%和130.7%，硬化阶段强度提升率分别提高约5.6%、34.3%、42.4%和91.4%，应变能密度最高提升约20.0%；GPA与水泥水化产物Ca(OH)2发生反应，在骨料-基体界面过渡区处生成了水化硅酸钙(C-S-H)与水化铝酸钙(C-A-H)等附加反应产物，提高了GPA/ECC微观结构的致密性。根据试验结果，通过最小二乘法对GPA/ECC拉伸应力-应变曲线进行回归分析，建立了GPA/ECC拉伸本构模型，可为GPA/ECC的性能设计与工程应用提供参考。

关键词： 层状复合材料   尺寸效应   拉伸断口   原位拉伸   裂纹扩展  

摘要： 采用轧制结合退火的方式制备了厚度为0.12 mm、标距宽度为1～9 mm的H65-IF-H65层状复合材料，并借助EBSD、DIC技术、常规拉伸、原位拉伸和SEM等手段分析了试样宽度对复合材料的力学行为的影响。研究结果表明：层状复合材料中的H65-IF界面在退火过程中未发生元素扩散，界面结合方式为机械结合。随着标距宽度由9 mm 逐渐降低至1 mm，材料的抗拉强度、屈服强度基本保持不变，但总延伸率、均匀延伸率和不均匀延伸率分别由30.3%、23.4% 和6.9%下降至20.3%、18.8%和1.5%，加工硬化能力迅速减弱。与此同时，材料的应变集中程度逐渐加剧，拉伸断口上的韧窝带宽度变小且带内的韧窝数量和尺寸也明显减小，呈现出显著的尺寸效应。H65-IF-H65层状复合材料的尺寸效应主要源于剪切应力的交互作用随着标距宽度的降低而被抑制，裂纹更易沿单道剪切带快速扩展而导致塑性下降。

关键词： 桥梁工程   石拱桥   石砌体   压剪性能   单轴抗压  

摘要： 【目的】以湘粤古驿道石拱桥——万岁桥为背景,进行相关室内试验、数据拟合分析研究,为明确石砌体材料的力学性能,尤其是压剪力学性能,以及老旧石拱桥承载力的准确评估提供参考和依据。【方法】参考实桥选择当地普通石灰岩石,制作原石、砌缝砂浆、石砌体等三类试件,进行轴心抗压、压剪试验研究。通过数据比对、归纳总结、拟合分析等方式研究砌缝厚度、侧压力等参数对石砌体材料力学性能的影响规律。【结果】原石抗压性能存在一定的离散性,可能是所用的石材内部存在缝隙、节理等;砌缝厚度、侧压力对石砌体试件的抗压性能、抗剪强度有较大影响,砌缝厚度越小抗压强度越高,侧压力越大抗剪承载力越高。【结论】侧压力是影响石砌体抗剪强度的重要因素,两者呈正相关,且符合摩尔库-伦理论特征,其数学关系可以通过数据拟合的方式进行确定。

关键词： 一流本科专业   核心课程   材料力学性能  

摘要： 一流课程建设是一流本科专业建设的基础,是人才培养模式的核心要素。以材料力学性能课程为例,介绍了材料专业核心课程理论与知识体系的特点,以及课程对工程教育专业认证标准的体现和支撑作用。阐述了一流课程建设中高阶性、创新性和挑战度的具体体现,详细介绍了一流课程建设的内容、思路和举措,包括课程教学内容重构、教学团队建设和实验教学改革等方面的举措,以及思政元素挖掘和课程思政实施的具体措施。课程建设的经验可为其他一流本科课程建设提供有益参考。

关键词： 材料力学性能   课程思政   思政元素   教学内容   教学方法  

摘要： 材料力学性能是材料科学与工程学科本科生的主干课和必修课,承担着学生从基础课到专业课顺利过渡的重要任务。该文以材料力学性能课程为例,针对本科专业与理论课程的性质和特点,探讨思政元素的挖掘途径、课程思政建设关键点以及教学体系构建等问题。基于专业教师育人观念转变和课程教学方法创新,通过思政元素的有机融入、教学内容优化、经典案例分析等方式,提高专业课程的生动性和趣味性。增强学生分析问题与解决问题的能力,提升学生的政治素养,坚定学生的政治理念,培养素质全面的复合型人才。

关键词： 航空导管   数控弯曲成型   工艺参数   材料力学  

摘要： 对航空导管数控弯曲成型的弯曲角度、弯曲速度、温度等关键工艺参数进行选择,通过弹性变形区弯矩、外侧塑性变形区弯矩、内侧塑性变形区弯矩分析航空导管数控弯曲力矩,计算航空导管压膜压力,根据计算结果建立航空导管数控弯曲成型有限元模型,并验证模型的可靠性。试验结果表明,弯曲角度和弯曲半径会对航空导管的强度和硬度产生显著影响,较大的弯曲角度可能导致更大的形变,而较小的弯曲半径可能引起局部高应力区域,因此选择适当的弯曲角度和半径可以确保导管在复杂的航空应用中保持结构完整性。此外,成型速度对导管材料的塑性产生显著影响,高速成型会导致更高的应变率、形状的不均匀变化、应力分布的改变以及导管表面质量的下降。通过调整这些工艺参数,可以有效控制导管的硬度,满足不同应用场景对材料性能的要求。

关键词： 材料力学性能   数字图像相关   实验教学   课程改革  

摘要： 实验教学是培养理工科学生创新思维和实践能力的重要手段。如何高效利用有限课时,将塑性变形、断裂失效等众多知识点有机结合,并实现可视化教学是材料力学性能实验教学改革亟待解决的关键问题。将宏/微观数字图像相关技术引入实验教学,以低碳钢常温静载荷单轴拉伸和原位变形微观应变配分检测为典型案例,对实验教学进行了创新性改革。教学实践表明,基于宏/微观DIC技术的实验教学模式,能够加深学生对吕德斯变形、应变集中及断裂失效等材料力学行为的理解,有效激发学生对材料力学性能相关知识的学习兴趣,显著提高学生在材料组织优化设计方面的创新能力。

关键词： 碱激发   硅酸钠   矿渣   抗压强度   初凝   终凝  

摘要： 为了进一步增强碱激发材料的力学性能,掌握碱激发材料的凝结规律,通过掺入不同种类与掺量硅酸钠进行增硅改性,增强矿渣碱激发材料反应活性,定期观测试件的力学性能并分析凝结规律,同时结合微观分析手段深入剖析硅酸钠的增硅增强机理。结果表明,固态与液态硅酸钠均能够显著提高试件的抗压强度,明显缩短初凝与终凝时间。随固态硅酸钠掺量的提升,试件抗压强度呈先上升后下降趋势,固态硅酸钠在试件内大量结晶是导致抗压强度下降的主要原因。随液态硅酸钠掺量的提升,试件抗压强度呈先显著上升后趋于平稳的趋势,这说明其增强作用具有最大限值,液态硅酸钠的激发效果明显优于固态。