洋麻纤维性能分散性及其复合材料界面结合性能

为了深入研究洋麻纤维及其复合材料的力学和界面性能,以马来西亚种植的洋麻为原料,研究了洋麻纤维的直径分布范围及直径对纤维力学性能的影响,结果显示洋麻纤维的平均直径为83. 16μm,60%以上在60～90μm之间,断裂伸长率大部分集中在2%～4%,纤维直径与断裂强度为负相关,与断裂伸长率没有明显的关系。通过洋麻纤维强度的Weibull函数的线性拟合曲线,计算特征强度σ_0为353. 35 MPa,Weibull模量β为2. 86,相对较小,表明洋麻纤维力学性能的分散性较大。通过纤维断裂实验,从微观角度研究了洋麻纤维和不饱和聚酯树脂间的界面结合性能,得到的剪切强度为1. 49 MPa。

材料性能分散性对轮盘破裂转速预测结果的影响研究

为优化航空发动机轮盘结构设计,节约轮盘破裂转速预测成本,借助GH4169轮盘材料拉伸性能数据,采用基于塑性失稳准则和大变形有限元分析的轮盘破裂转速预测方法,分别利用双线性、多线性及非线性材料本构模型,分析探讨了材料性能分散性对轮盘破裂转速预测的影响。结果表明,在典型分散范围内考虑材料性能分散性对轮盘破裂转速预测结果有一定影响,但影响较小;在预测轮盘破裂转速时,可直接采用最差材料性能曲线,以获得相对保守偏于安全的结果。

水下不分散混凝土性能的研究进展

水下不分散混凝土能够在水中直接浇筑,不易发生分散与离析,对施工环境几乎无污染,被国内外学者称为"全新的、理想的、划时代的混凝土"。然而,我国水下不分散混凝土整体技术与国外先进技术相比还存在一定差距,主要是施工性能差、配套施工技术落后、整体强度偏低以及耐久性相对差。施工性能差的重要原因是对水下混凝土抗分散性能影响因素的系统研究较少。抗分散性研究既要考虑混凝土组成材料、抗分散剂自身组成影响因素,还需考虑施工方法和施工环境影响。现有的《水下不分散混凝土施工规范》中对混凝土抗分散性能的评价是在静水环境下测试分析,适合于静水环境下混凝土的抗分散性与实际环境施工的高压或者高水流速环境要求有较大差距,建立动水作用下混凝土抗分散性能的评价方法、指标以及开发新型高效抗分散剂尤为重要。抗分散混凝土的试配、调整以及一系列宏观测试工作量大、周期长,建立水下不分散混凝土性能预测模型是未来的发展趋势。本文从上述存在问题的四个方面进行了综述,并对水下不分散混凝土未来的研究重点进行了展望。其中为适应动水环境施工,新型抗分散剂及其抗分散机理方面:对于由水玻璃和黄原胶絮凝剂组成的高效抗分散剂,因黄原胶结构中的羟基和羧基与水泥颗粒中的Ca2+、Fe3+、Al3+形成化学配位键,将水化产物连接在一起,与纤维素对水泥粒子的物理吸附效应相比,浆液的抗分散性显著提高;纳米纤维素(CF)具有高比表面积和高宽比,在含量达到一定程度时可在空间上以三维尺度不断形成桥键,抗分散效果显著。为提高水下混凝土的浇筑质量和抗分散能力,通过数理统计以及因子优化设计法建立了综合考虑胶凝材料含量、水胶比、砂胶比、抗分散剂和高效减水剂浓度等参数的数学模型,可直接预测水下混凝土坍落度、流动度、冲刷质量损失以及抗压强度发展;通过砂子取代混凝土中的粗骨料,所用砂子的表面积与粗骨料表面积相等的方法,建立了统计回归模型,该模型可预测混凝土抗冲刷损失以及所能承受的临界水压。

一种结构疲劳寿命分散性估计的研究方法

本文综合考虑疲劳试验方法、疲劳试验数据分散性和试验件样本容量对S-N曲线的影响,提出了一种融合成组疲劳试验数据和疲劳强度试验数据拟合S-N曲线的双加权最小二乘法。

铸铝汽缸盖疲劳强度分区评价方法研究

为考虑汽缸盖不同位置力学性能差异对疲劳评估的影响,提出一种考虑汽缸盖力学性能分散性的疲劳评估方法。首先,在汽缸盖本体的顶板、底板、进排气道壁和立墙部位分别取样,进行拉伸试验并分析各部位的力学性能分散性。然后,测量汽缸盖各区域的微观组织结构特征,建立基于微观缺陷的拉伸性能预测模型。并利用拉伸性能与疲劳强度关系,建立疲劳极限预测模型。最后,基于多轴高周疲劳理论,结合热机耦合应力以及材料边界,提出汽缸盖疲劳强度分区评价方法。结果表明,建立的力学性能模型的预测误差约为2%,实现了对汽缸盖各区域力学性能的准确预测。与传统的疲劳评估方法相比,所提方法结合了工作载荷和材料分散性两个因素的影响,其评估的危险位置与试验开裂部位一致,因此可以更加准确地表征缸盖的疲劳性能。

泡沫金属微细结构的蒙卡模拟

目前广泛应用的发泡法和熔模铸造法,所制备的泡沫金属体内某一位置是空隙还是实体材料,有一定的随机性。文中设计与泡沫金属制备工艺过程特点相应的蒙卡方法,得到相应的模拟试件,然后以数值实验的方法,分析其力学性能特别是力学性能的分散性。简略的模拟结果显示,在组分材料相同、孔隙率相同的条件下,不同的制备工艺过程得到的泡沫金属的微观组织结构及相应的力学性能可表现出明显的不同。