竹质工程材料的力学性能试验研究

重组竹与竹集成材是两种应用较为广泛的竹质工程材料,对其力学性能的研究有助于扩展其在工程上的应用。本研究对重组竹和竹集成材进行了抗弯和抗压力学性能试验,分别得到了它们的抗弯弹性模量、抗弯强度、抗压弹性模量和抗压强度,并分析了两种竹质工程材料的不同破坏情况。试验结果表明:重组竹的抗弯和抗压力学性能要优于竹集成材;重组竹抗弯破坏表现为脆性破坏,竹集成材则表现出一定的延性特性;竹材的力学性能与其本身材料性能和胶合面的力学性能有关。

交叉学科背景下土木工程材料课程的教学改革探讨

交叉学科类课程对于高层次复合型人才的培养具有重要意义。针对土木工程材料课程教学过程中存在的问题及面临的挑战,科学构建学生、教师、企业三位一体的新型教学模式,即在建立专业的教学团队的基础上,借助企业工程背景,充分调动学生的积极性和主动性。结合该课程的特点和教学目标,从教学内容、教学方法、教学手段等方面进行了相应的改革与探索。该模式可为新工科背景下交叉学科培养复合型创新人才提供借鉴。

BIM技术二次开发及其在装饰工程中的程序化应用

由于BIM技术的简洁高效性,使得其能应用于装饰工程各方面。基于BIM建模软件进行二次开发,并以云南某项目为依托,使用Revit获取房间边界,然后通过边界自动创建装饰模型,再通过Dynamo中节点包WH_Filter.ByNameContain进行房间名称筛选。筛选完成后,再次使用Dynamo对房间进行墙、地、顶装饰面的布置。通过对BIM二次开发,快速创建族并修改相关装饰面的属性。通过BIM模型对装饰工程的设计、施工过程及管理进行仿真分析,为装饰工程的设计和施工安装提供快捷有效的帮助。结果表明,BIM模型可进行可视化调整和模拟,大大加强装饰与建筑各方的沟通效率。BIM技术在装饰工程中的应用能够有效降低成本、缩短工期,实现利益最大化。

激光熔覆镍基自熔性合金(Ni60A)热循环特性及力学性能

为了确定激光3D打印镍基合金的最优熔覆工艺参数,研究其制备过程中的温度场和应力场.基于ANSYS(采用高斯移动热源),对镍基合金粉末过程进行数值模拟仿真,并对不同激光输出功率下激光制备镍基自熔性合金涂层的温度场(瞬间温度)和应力场进行分析.结果表明,高斯激光中心区域的温度和复合涂层的残余应力都随激光功率的增加而增大,且残余应力是导致激光涂层产生裂纹的主要原因.可以通过调整激光功率到合适的数值来降低热影响区,并制约裂纹、孔洞等缺陷的产生.

隧道软弱围岩变形时效性表征及影响因素分析

为研究隧道开挖过程中围岩变形的时效特性,文章构建了能够反映岩石时间相依特性的弹粘塑性模型,且基于软弱砂岩单轴压缩率敏性室内试验获得了模型参数,并将模型通过UMAT子程序成功嵌入到有限元软件ABAQUS中,结合杭长高速公路云峰寺隧道围岩变形监测数据反演确定了本构模型综合参数。对该隧道K106+995断面围岩流变变形三维数值分析结果表明:锚喷厚度依次取15 cm、20 cm、25 cm和30 cm时,其拱顶沉降相对前者依次降低了2.53%、2.11%和1.99%,但对围岩水平收敛变化影响相对较弱;当锚喷厚度增加到一定值后,作用已经很微弱;当上台阶以2 m/d和3 m/d的开挖速度从K106+986断面推进27 m时,K106+986开挖面洞周围岩变形稳定经历的时间则分别为13.5 d和9 d,拱顶处围岩变形分别增加了5.77 mm和4.09 mm,相差1.68 mm,说明开挖速度在短期内所引起的变形之差比较明显,而对围岩变形的长期影响较小。

基于FLUENT和集群对扩压器流场的并行数值模拟及分析

在边界条件和初始条件相同的情况下,分别改变锥形扩压器的扩散角及渐扩管的长宽比,基于FLU-ENT软件和高性能集群对扩压器内流速的衰减特性及扩压性能进行了数值模拟及分析.研究结果表明:在渐扩管长宽比一定的情况下,渐扩管效率随着扩散角的增大先增大后减小;在扩散角不变的情况下,渐扩管效率随着渐扩管长宽比增大而增大.因此,用适当的扩散角或增大渐扩管长宽比的方法可得良好的压力恢复.关于并行计算,当核数目不变时,随着网格数量的增加,并行效率呈增加趋势但增大的幅度越来越小;当网格数不变时,随着核数目的增加,并行计算效率呈减小的趋势.本预测结果可为扩压器的优化设计及工程应用提供参考.

温压成形法制备C-stalk/Cu复合材料的结构与性能

以棉梗粉末(C-stalk)为基材、电解紫铜粉末为强化因子,添加聚乙烯(PE)作为分散剂,采用温压成形法制备C-stalk/Cu复合材料标准试件和滑动轴承,测定该复合材料的静曲强度、内结合强度、吸水率、表面耐磨性、以及轴承的压溃强度与表观硬度,并观察试件的断口形貌。结果表明:C-stalk/Cu复合材料塑化充分、吸水率低,其静曲强度、内结合强度分别高达92.67 MPa和7.55 MPa,磨耗量仅为优等实木地板漆膜的1/2(<0.05 g/100 r),优于相对密度为80%的6-6-3青铜烧结材料;C-stalk/Cu复合材料制备的滑动轴承,其压溃强度、表观硬度分别高达105.2 MPa和55 HB,可望用来替代烧结青铜生产轻载滑动轴承。

材料力学精品资源共享课的校际协同创新与共建共享的思考

从十年前开始的国家级、省级和校级精品课程建设,到目前进行转型升级的精品视频开放课程或精品资源共享课程建设,对落实党中央科教兴国号召、促进教育教学改革深入发展,无疑起到了积极的助推器作用。随着改革的不断深入,认识问题的不断深化,又会涌现一些新的问题,促使人们不断地改革创新。例如,是否可能多所高校联合起来,从教材编写、多媒体制作、课程录像、资源库建设、精品课程网站建设、开放性实验室建设等精品资源共享课程的诸多方面,开展协同创新和共建共享?为此,作者进行了较为深入的思考,并在某些方面如教材编写、多媒体制作、开放性实验室建设等方面开展了初步的探索。

基于多块同位网格对管路流场的分区并行计算

在基于多块同位网格和集群以突扩管路系统内部流场为算例开展的分区并行计算研究中,利用SIMPLE算法实施了可自定义分区的并行计算方法,分析了不同雷诺数和突扩比对突扩管内流动结构的影响,重点探讨了基于自定义分区的不同分区方式及核数工况下集群的并行计算效率,进一步分析负载对计算效率的影响.结果表明,网格数、核数和分区方式对集群的计算效率都有很大的影响,并且每个分区所包含的网格数越均匀即负载越均衡,并行计算效率越高.

TA2合金激光熔覆钛基自润滑耐磨复合涂层的高温摩擦学性能

为提升TA2合金的摩擦学性能,选用Ti-TiC-WS_2复合粉末在TA2合金表面激光熔覆钛基高温自润滑耐磨复合涂层.系统地分析了涂层的物相、显微组织结构和显微硬度;分别在室温(20℃)、250℃和500℃下测试了基体和涂层的摩擦学性能,并分析了其磨损机理.结果表明:涂层的显微硬度(约HV_(0.5)1 005.4)是基体(HV_(0.5)190)的5倍;由于增强相TiC/(Ti,W)C_(1–x)和自润滑相Ti_2SC/TiS的综合效应,相比基体,复合涂层在所有试验温度下均具有较小的摩擦系数和磨损率;随着温度的升高,涂层的摩擦系数先变小后升高,在250℃下具有最低的摩擦系数(0.257);涂层的磨损率随温度的升高一直降低,在500℃下磨损率最低[0.487×10^(–5) mm^3/(Nm)].

含缺陷高聚物板材热致磁场三维检测传感器设计

本文提出了一种对于含缺陷高聚物材料在加载过程中形成微弱热致磁场进行三维测量的传感器系统。简要介绍了传感器的主要技术参数,提高传感器测量灵敏度的技术措施以及背景磁场的处理方法;给出了该三维磁场测量传感器数据采集系统的硬件结构和软件流程。采用该传感器系统实验获得了聚合物PVC板材在恒定拉伸速率下微弱热致磁场变化规律的三维分量曲线图。

热处理对激光熔覆钛基复合涂层组织和微动磨损性能的影响

为研究不同温度热处理对激光熔覆钛基复合涂层组织和微动磨损性能的影响,采用激光熔覆技术在TA2钛合金表面制备40%Ti-25.2%TiC-34.8%WS_2(质量分数)复合涂层,将涂层分别置于300,500℃和700℃真空中保温1h,分析热处理前后涂层的显微组织和微动磨损耐磨性能。结果表明:未经过热处理涂层及经过不同温度热处理涂层的主要物相均为α-Ti,(Ti,W)C_(1-x),TiC,Ti_2SC和TiS。未热处理及经过300,500℃和700℃热处理1h涂层的显微硬度分别为1049.8,980.7,1143.3HV_(0.5)和1190.7HV_(0.5)。经过700℃热处理1h涂层表现出优异的微动磨损性能,磨损机理为黏着磨损和磨粒磨损。

一种自制环氧树脂结构胶粘剂的动态黏弹性能研究

环氧树脂胶粘剂具有许多修补或加固结构物所需的独特性能。由于其具有极为典型的黏弹性力学性能,研究环氧树脂胶粘剂在老化过程中的动态力学行为不仅具有理论意义,而且具有广阔的工程应用前景。实验采用复配胺类固化剂,自制了一种环氧树脂基修补胶,研究了其动态黏弹性。根据时间-温度等效原理建立了50℃下胶粘剂的频率-模量主曲线,分别使用整数阶和不同阶数的分数阶Zener流变模型对主曲线进行拟合分析。研究表明,分数阶Zener模型在较宽频率范围内对主曲线有较好的拟合效果,且分数阶数越低,拟合效果越好。

硕士研究生培养质量体系指标初探

研究生培养质量的提高涉及到许多方面,本文紧紧围绕研究生培养过程中的课程学习、实践教学、文献综述、开题报告、学术报告、中期考核、学位论文评审等环节展开讨论。探讨了这些研究生培养环节应注意的地方,只要我们紧紧抓住提高培养质量这一条主线,切实落实每一环节的质量控制措施,我想我们的研究生培养质量一定会不断提高和进步。

木质粉末热模压成形致密化过程数值模拟

为探寻木质粉末热压成形致密化规律,基于杨木粉末与芦苇粉末热压成形实验数据,借助有限元法分析成形压力对其压坯密度的影响,并通过理论计算与实验验证相结合的方法对成形压力与压坯密度的关系进行回归分析。结果表明:在热压工艺条件下,依据Shima模型的计算数据与实验结果存在明显偏差,但当成形压力不小于50 MPa时,通过理论计算、实验检测与分析修正获得的由理论方程与修正项组成的杨木粉末和芦苇粉末的热压成形"压力-密度"模型与实验结果高度吻合。

Ti6Al4V合金激光熔覆Co-Cu/Ti_(3)SiC_(2)复合涂层组织与摩擦学性能

为突破Ti6Al4V合金在关键运动零部件的应用限制,提高其耐磨减摩性能并延长稳定服役周期,采用激光熔覆技术成功在其表面制备Co-5%Ti_(3)SiC_(2)、Co-5%Ti_(3)SiC_(2)-10%Cu、Co-5%Ti_(3)SiC_(2)-20%Cu(wt.%)三种配比的复合涂层,系统分析三种复合涂层的微观组织、物相、显微硬度以及室温和600℃下的摩擦学性能和磨损机理。研究发现:Co-5%Ti_(3)SiC_(2)涂层主要由γ-Co固溶体、润滑相Ti_(3)SiC_(2)、硬质相TiC和金属间化合物CoTi;构成,含Cu涂层出现新物相Cu及CuTi_(x)。性能上,复合涂层的显微硬度均得到大幅提高,达到Ti6Al4V基体(370 HV_(0.5))的2.1~2.4倍。室温下,Co-5%Ti_(3)SiC_(2)-10%Cu涂层表现出最好的减摩性能,摩擦因数降低了68.7%;而在600℃下,复合涂层发生严重氧化,形成氧化膜使磨损率降低,其中Co-5%Ti_(3)SiC_(2)-20%Cu涂层磨损率为2.5×10^(-7)mm^(3)/N·m,表现出最好的耐磨性。探索了一类新的耐磨减摩涂层体系,表现出良好的提升效果,并揭示了MAX相与传统软金属之间的协同润滑过程。

杨木粉温压成形过程的数值模拟

为了探寻木质粉体温压成形致密化规律,基于杨木粉温压成形实验数据,借助有限元法分析成形压力对木质粉体压坯密度的影响,并通过理论计算与实验验证相结合的方法对成形压力与压坯密度的关系进行回归分析。结果表明:Shima模型特别适用于杨木粉常温成形过程的数值模拟,与实验结果十分吻合;在温压成形工艺条件下的模拟结果与实验结果存在明显偏差,但当成形压力不小于50 MPa时,通过理论计算、实验检测与分析修正获得的由理论方程与修正项组成的杨木粉温压成形的压力-密度模型与实验结果高度吻合。

PBO纤维表面改性及其与树脂基体界面性能研究

分别采用化学处理、等离子体处理、偶联剂处理、γ射线辐照等单一改性方法和"辐照+等离子体"、"辐照+等离子体+偶联剂"等综合改性方法对PBO纤维进行表面处理,之后对各种不同方法改性后的纤维进行了单丝拉伸强度、与树脂的接触角和单丝拔出性能测试。结果表明,经综合改性方法处理后的PBO纤维综合性能最优,单丝拉伸强度保持率为85.1%,与水的接触角达到74.15°;与未经表面处理的纤维相比,其与树脂基体间的粘结强度提高了48.6%。

三元层状固体润滑Ti3SiC2复合材料的制备与摩擦学研究进展

Ti3SiC2作为一种新型的陶瓷材料,兼具金属和陶瓷的双重性能,同时也由于具有良好的导电导热性、低密度、机械可加工性、优异的抗热震性能、高熔点、高热稳定性、耐高温氧化、耐腐蚀性能,近年来受到了越来越多研究者的关注。首先介绍了Ti3SiC2内部晶体学结构,指出其与二元碳化物TiC有着紧密的晶体学关系,接着详细叙述了各种Ti3SiC2制备工艺及其复合材料的研究现状,阐述了化学气相沉积(CVD)、磁控溅射(MS)、脉冲激光沉积(PLD)、自蔓延高温合成(SHS)、热等静压(HIP)、热压烧结(HP)、火花等离子烧结(SPS)等技术在制备Ti3SiC2及其复合材料方面的优点和不足。随后重点分析了温度、滑动速度、载荷、添加组分含量、对偶材料种类和润滑环境等因素对Ti3SiC2及其复合材料摩擦学性能的影响。最后总结了在Ti3SiC2及其复合材料研究中存在的一些问题,并指出进一步提高摩擦磨损性能,添加多元增强相,改进现有技术以及采取新型制备工艺,是未来发展的重要方向。

湿热老化对树脂增强生物板蠕变性能影响及其时间-应力等效性研究

在不同应力水平下,对经历不同湿热老化时间的树脂增强生物进行三点弯曲蠕变实验,研究了湿热老化对树脂增强生物板蠕变性能的影响。利用时间-应力等效原理,选取本试验所考虑的应力水平范围内的最低应力水平为参考应力(σ=69.2 MPa),将其他应力水平下的蠕变柔量曲线向参考曲线进行水平移位,构建了经历不同湿热老化时间的树脂增强生物板在参考应力水平下的蠕变柔量主曲线,从而可以通过较高应力水平下的短期蠕变行为来预测材料在较低应力水平下的较长期的蠕变行为。