PA6/SiO_2纳米复合材料的动态力学性能研究

在相同的聚合条件下,用三种不同方法制备了PA6/SiO2 纳米复合材料及纯PA6,并对其动态力学行为进行了研究和比较.实验结果表明:加入纳米二氧化硅后,复合材料γ、β松弛峰峰值往高温方向移动.用改进方法制备的PA6/SiO2纳米复合材料的动态储能模量明显高于纯PA6及其它方法制备的复合材料,这对纳米复合材料制备方法的设计有一定的参考价值.

增强增韧聚合物基复合材料宏细观应力集中的分析与研究

利用均匀化方法与有限元法相结合,对增强增韧聚合物基复合材料宏观应力集中位置的细观应力集中进行了数值分析与模拟,得到了改性体的材料性能从柔性到刚性、且具有不同体积组份时复合材料的细观应力场,并显示了沿改性体圆弧界面的法向应力、环向应力、剪切应力和Mises应力集中系数的分布规律,定性分析了增强增韧聚合物基复合材料的破坏形式。

泡沫镍力学性能的实验研究

本研究在室温下控制位移,先以5mm/min的位移速度对泡沫镍进行了单轴拉伸、压缩实验,然后在不同应变率情况下进行了一系列单轴拉伸实验,得到了相应的应力—应变曲线,讨论了材料的应变率相关性。结果表明在普通拉伸试验范围内(准静态),改变变形速度会影响应力—应变曲线,屈服应力、强度极限随变形速度增大而下降;单轴拉伸时,应力应变关系明显分为线弹性变形、塑性变形、线性硬化和破坏4个阶段;单轴压缩时,具备其他泡沫材料受压典型应力—应变曲线的3阶段特征,即明显的弹性变形段、屈服平台段和紧实段。

水泥红土的力学性能试验研究

通过对不同水泥掺入比 ,不同龄期的水泥红土的无侧限抗压试验 ,分析了水泥红土的无侧限抗压强度和模量随水泥掺入比及龄期的变化规律 ;并对水泥红土全应力应变曲线的特性进行了总结 .

改性聚丙烯材料裂尖银纹损伤研究

本文考虑了改性聚丙烯 (PP)材料的线粘弹特性 ,基于银纹是聚合物材料的一种非线性变形方式 ,对改性PP材料裂尖应力银纹损伤进行实验研究。采用云纹实验方法 ,得到了改性PP材料裂尖延长线上由于银纹损伤引起的应变的分布 ,对裂纹尖端扩展进行了扫描电镜 (SEM)观察实验 ,将两组实验进行对照分析 ,通过定性分析提出了不同于其他学者提出的考虑裂尖银纹损伤的裂纹扩展规律。

基于多层次结构的结晶聚合物纳米复合材料有效性能——体积分数和等效模量的关系研究

原位聚合法制备的尼龙6/纳米S iO2复合材料具有很好的综合力学性能。加入相当低的纳米颗粒体积分数,可使纳米复合材料性能明显提高,但在其体积分数超过某一较小的临界值后,继续增加纳米颗粒体积分数,不再有增强效果。这一实验发现与以往的细观力学预测不一致,一直没有合理的解释。本文从材料的微观结构特点出发,揭示了上述现象的微观物理机制,将结晶聚合物纳米复合材料内部结构分别用宏观、细观和纳观三个层次来描述。利用数学上的渐近均匀化理论,结合有限元方法,经四次纳观层次的均匀化和一次细观层次的均匀化,预测了聚合物纳米复合材料的有效性能,揭示了聚合物纳米复合材料有效模量随纳米颗粒体积分数增加出现先增大后减小的变化规律。

金属流变成形理论及其工程应用研究

采用理论、数值模拟和实验相结合的方法,开展了金属流变成形理论及其工程应用研究。具体研究了某型Lc4铝合金反坦克导弹弹托、某型武装直升机TC11钛合金叶片盘等实际工程构件的热流变成形。结果分析表明,与传统的机床切削加工方法相比,金属流变成形方法具有节省工时和贵重金属材料、内部质量明显改善、机械性能显著提高等诸多优点,符合优质、高效、低耗等现代化的生产要求。

对《材料力学》课程教学的几点浅见

《材料力学》课程是一门重要的技术基础课,在基础课与专业课之间起着承上启下的作用。笔者在几年的教学实践中,发现在教学中运用比较的方法,可获得较好的效果;针对不同内容选择教学方法可顺利完成教学任务,提高教学效果;将理论与工程实际相结合,可培养学生的理论应用能力。

对含缺陷高分子材料破坏理论未来研究方向与应用前景的思考

在含缺陷分子材料破坏过程中多场耦合跨物质层次分析成果的基础上 ,以裂尖过程区为重点 ,以能量耗散机制为主线 ,对含缺陷高分子材料破坏理论的未来研究方向与应用前景进行了概括性探讨 .

基于冗余误差控制的非均匀有理B样条曲线插补算法研究

提出了一种能有效控制冗余误差的非均匀有理B样条曲线插补算法。该算法综合了等弓高误差插补算法和恒定进给速度插补算法的优点,小曲率情形时在保证加工精度的前提下,通过引入进给倍率因子,增大进给速度以改善误差过度冗余;同时在大曲率情形下,可控制弓高误差在限定的误差范围以保证轮廓精度。这样既可保证轮廓精度,又可提高加工效率。仿真实例证实了该插补算法的有效性和可行性。

原位聚合法制备PA6/SiO_2纳米复合材料

以正硅酸乙酯(TEO S)为前驱体,环氧丙基三乙氧基硅烷(W D-60)为改性剂,经原位聚合制备PA 6/S iO2纳米复合材料。利用端基滴定、力学性能测试、DSC、SEM、AFM等手段对材料的结构和性能进行研究。结果表明,经原位改性的S iO2纳米粒子在PA 6基体中分散均匀;与纯PA 6相比,复合材料的平均分子量下降,结晶速度明显加快,结晶度略有降低,材料的力学性能随S iO2加入量的增加而有一定的提高。

多孔材料代表单元的性质

为了弄清多孔材料代表单元的基本性质,对泡沫镍的力学性能进行了实验研究和计算机模拟,两者结果的变化趋势吻合较好。在此基础上,用离散的弹性梁构成代表单元,结合连续介质力学的方法,建立了多孔材料的理想力学模型,导出了其宏观本构关系,讨论了其代表单元各向异性性质和材料常数之间的关系。结果表明由代表单元周期性排列构成的多孔材料,在宏观上呈各向异性,只有当代表单元无序地随机排列时,多孔材料才在宏观上出现统计各向同性。同时指出了一些文献中存在的错误。

相对密度对泡沫铝力学性能和能量吸收性能的影响

对不同相对密度的两种胞孔结构———开孔和闭孔泡沫铝进行了单轴压缩试验,研究了相对密度对泡沫铝力学性能和能量吸收性能的影响。结果表明:随着相对密度的增大,泡沫铝的屈服强度与流动应力也相应增加,通过对本实验结果进行拟合,得出泡沫铝的屈服强度与相对密度的关系式。泡沫铝材料吸收的能量随着应变量的增大而增加,在相同应变量下,高密度开孔泡沫铝的吸收能比低密度闭孔材料多。吸能效率反映材料本身的一种属性,高的理想吸能效率表明泡沫铝是一种优良的吸能材料。

结晶聚合物基纳米复合材料多层次结构及有效性能预测

根据结晶聚合物基纳米复合材料实验分析,将结晶聚合物基纳米复合材料内部结构分别用宏观、细观和纳观三个层次来描述。利用数学上的渐近均匀化理论,结合有限元方法,经二次纳观层次的均匀化和一次细观层次的均匀化,预测了聚合物基纳米复合材料的有效性能。并用FORTRAN语言编写了计算程序。具体分析了聚合物的结晶度、聚合物结晶相的弹性模量、纳米颗粒的弹性模量和纳米颗粒的体积分数等参数对结晶聚合物基纳米复合材料有效性能的影响,得到了一些有意义的结论,对指导结晶聚合物基纳米复合材料的制备有一定的指导作用。

一种计算复合材料等效弹性性能的有限元方法

在最小二乘意义下提出了一种计算复合材料等效弹性性能的有限元方法.这种方法由于考虑了等效弹性张量各分量之间的耦合关系,所求得的等效弹性常数比传统方法更可靠,可适用于求解含任意形状的夹杂和夹杂物问题.通过算例计算了在不同弹性模量对比度下两相复合材料的等效弹性性能,并与相关的理论及数值结果进行了比较,结果表明,利用该方法计算含夹杂复合材料等效弹性常数是可行的.

开孔与闭孔泡沫铝的压缩力学行为

研究了开孔与闭孔两种胞孔结构不同、制备工艺不同的泡沫铝在准静态压缩载荷下的压缩响应曲线。结果表明:开孔与闭孔泡沫铝压缩应力-应变曲线均具有多孔泡沫材料明显的三阶段特征,即线弹性段、塑性屈服平台段及致密段;相对密度对泡沫材料的力学性能(如杨氏模量、屈服强度)有很大影响;在准静态下,开孔泡沫铝表现出明显的应变率效应,而闭孔泡沫不如开孔敏感;泡沫铝材料表现为弱的各向异性;胞孔结构影响两种泡沫材料的压缩响应曲线。

基于均匀化理论的管板有效弹性常数的研究

根据多尺度均匀化理论建立了管板有效弹性常数研究的有限元计算模型 ,在弹性平面状态下 ,计算结果与ASME规范中采用的有效弹性常数进行了比较 ,其相对误差在 0 .2 % ,然后对管板中胀接管子的加强作用进行了研究 ,得到了管板有效弹性常数与胀接管子在孔间带效率为 0 .4时的变化曲线。计算结果表明 。

代数多重网格法在岩体力学有限元分析中的应用

代数多重网格法具有存贮量小、收敛精度高和计算时间少等优点,将代数多重网格方法引入到岩体力学有限元计算领域,论述了基于单元聚集和能量极小意义下适于岩体力学有限元求解的代数多重网格粗化策略与插值算子,并详细描述了相应的代数多重网格算法。数值试验表明:在岩体力学与工程问题的有限元数值计算中,代数多重网格求解法是高效的、适用的,较直接法和其他常用迭代方法具有明显的优越性。

激光-热力耦合作用引起颗粒增强金属基复合材料的损伤与断裂

用激光热冲击作为实验手段 ,研究了颗粒增强金属基复合材料在热 力耦合作用下的损伤与断裂 .在宏观上发现了这种复合材料的破坏效应是热 力耦合的非线性效应 .在微观上观察到了微观破坏的三种模式及微观结构对其热冲击性能的影响 ,同时定量测定了其在不同热 力耦合作用下的损伤程度 .

快速溶胶-凝胶法制备SiO_2气凝胶的研究

以正硅酸乙酯 (TEOS)为原料 ,以乙醇为溶剂 ,以盐酸和氨水为催化剂 ,用溶胶 -凝胶法制得了SiO2 气凝胶 ,大大加快了溶胶 -凝胶的反应速率 ,使得凝胶时间减少至几分钟甚至于更短 .TEM测试结果表明所制备的SiO2 气凝胶具有纳米多孔结构 (骨架颗粒为 80nm)实验对溶胶 -凝胶过程在不同条件下进行了研究 ,并对其凝胶过程作了初步探讨 ,得出了最佳工艺条件 .