【摘 要】
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为揭示平纹Cf/SiC复合材料的拉伸损伤演化及失效机理,开展了X射线CT原位拉伸试验,获得材料的三维重构图像,利用深度学习的图像分割方法,准确识别出拉伸裂纹并实现其三维可视化.分析了平纹Cf/SiC复合材料损伤演化与失效机理,基于裂纹的三维可视化结果对材料损伤进行了定量表征.结果表明:平纹Cf/SiC复合材料的拉伸力学行为呈现非线性,拉伸过程中主要出现基体开裂、界面脱黏、纤维断裂及纤维拔出等损伤;初始缺陷易引起材料损伤,孔隙多的部位裂纹数量也多;纤维束外基体裂纹可扩展至纤维束内部,并发生裂纹偏转.基于深度
【机 构】
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上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院,上海 200240;西北工业大学,超高温结构复合材料重点实验室,西安 710072;北京强度环境研究所,可靠性与环境工程技术重点实验室,北京 100076
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为揭示平纹Cf/SiC复合材料的拉伸损伤演化及失效机理,开展了X射线CT原位拉伸试验,获得材料的三维重构图像,利用深度学习的图像分割方法,准确识别出拉伸裂纹并实现其三维可视化.分析了平纹Cf/SiC复合材料损伤演化与失效机理,基于裂纹的三维可视化结果对材料损伤进行了定量表征.结果表明:平纹Cf/SiC复合材料的拉伸力学行为呈现非线性,拉伸过程中主要出现基体开裂、界面脱黏、纤维断裂及纤维拔出等损伤;初始缺陷易引起材料损伤,孔隙多的部位裂纹数量也多;纤维束外基体裂纹可扩展至纤维束内部,并发生裂纹偏转.基于深度学习的智能图像分割方法为定量评估陶瓷基复合材料损伤演化与失效机理提供了有效分析手段.
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为解决现有建筑能耗中由墙体引起的热损失问题,本文提出一种暗肋夹芯式复合轻质保温墙板,并围绕该种新型墙板的热工性能开展研究.首先分别测试轻骨料混凝土、聚苯颗粒混凝土的热工参数,研究内外叶及芯层不同厚度组合、内置钢筋网及平面桁架对复合墙板热工性能的影响.然后将试验结果与理论分析结果进行对比,验证理论分析模型的可靠性,为复合保温墙板的热工设计提供基础研究支撑.对比常规预制混凝土外墙板,新型复合墙板表现出良好的热工性能.
高岭石是长石和其他硅酸盐矿物天然蚀变的产物,是一种不含水的铝硅酸盐矿物,其层状晶体结构使之具有优异的物理化学性能,从而得到广泛的应用.分子模拟技术是一种能在微观层面研究物质性质的科学方法,在材料科学研究中具有重要的作用.本文综述了分子模拟技术的基本原理和近年来该技术在高岭石开发应用中的研究进展,主要包含高岭石的理化性质、高岭石的掺杂改性对理化性质的影响、高岭石对离子/分子的吸附性能规律以及高岭石在矿产开发领域中的一些应用实例.根据高岭石的性质特点和实际需要,探讨了高岭石的吸附特性规律,高岭石的改性开发对吸
碱-矿渣水泥是一种优良的绿色胶凝材料,由矿渣部分或全部取代水泥而制成.在碱激发剂的作用下矿渣水化产生活性,并且由于其独特的玻璃体分相结构导致碱-矿渣水泥的水化硬化产物表现出不同于普通硅酸盐水泥基材料的性能.本文介绍了矿渣的组成与结构,从理论层面解释碱-矿渣水泥具有潜在活性的原因,探讨了不同激发剂作用下碱-矿渣水泥的水化机理,并在此基础上综述其基本力学性能和干缩特性,为其在工程实践中的应用和推广提供依据.结合相关文献,总结了现有研究的不足并对今后的发展提出了建议.
为了研究固化泥炭土的力学性能,将机制砂作为填充材料,水泥和磷石膏作为胶结材料,针对昆明泥炭土开展了一系列固化试验.根据固化土体的无侧限抗压强度试验和单轴循环加-卸载试验,讨论了泥炭土在不同水泥掺量和磷石膏掺量下的固化效果.基于损伤理论和应变等效性假设,建立了单轴压缩状态下固化泥炭土的弹塑性损伤模型.研究结果表明:固化泥炭土抗压强度随水泥掺量的增加而增大,同时随着磷石膏掺量的增加,强度增长速率表现为先增大后减小的趋势.固化泥炭土的应力-应变滞回曲线呈下部不闭合的新月形,且在塑性开始和接近破坏阶段不闭合区域面
充填开采是实现矿山安全绿色开采的重要途径,要求充填材料来源广泛,成本低,且必须能满足充填工艺需求.为探究黄土含量对膏体充填材料流动性和力学性能的影响规律,通过室内试验测定了不同类型粉煤灰、不同黄土含量条件下膏体充填材料的屈服应力和抗压强度等参数.研究结果表明:用黄土替代粉煤灰制作充填体,取材方便,成本低,且黄土颗粒能很好地包裹大颗粒,减少颗粒输送中对管道内壁的磨损,提升料浆流动性;随着黄土含量增加,充填体抗压强度会逐渐增大,但当黄土含量超过12.5％(质量分数)后,黄土细颗粒会阻碍水泥和其他物料之间的黏结
放射性焚烧灰中存在铝单质金属,其在碱激发水泥或硅酸盐水泥的高碱性孔溶液环境下会反应产生氢气,造成固化体膨胀与性能劣化.为克服此问题,本研究以水泥、硅灰和粉煤灰为主要原料,添加沸石、聚羧酸减水剂、定优胶和聚合硫酸铝协同改性制备低碱度水泥基材料,开展低碱度水泥基材料对模拟放射性焚烧灰的固化处置研究.结果表明:模拟放射性焚烧灰质量包容量为30％的低碱度水泥基材料固化体的28 d抗压强度达16.6 MPa以上,抗冻融性能、抗浸泡性能及抗冲击性能均满足GB 14569.1—2011《低、中水平放射性废物固化体性能要
为提高粉煤灰的综合利用率,降低原料成本,采用未经磨细和分选的原状粉煤灰等质量替代硅灰来制备超高性能混凝土(UHPC),并研究了不同掺量的原状粉煤灰对UHPC力学性能及微观结构的影响.结果表明:原状粉煤灰的掺入可使UHPC中胶凝材料的粒度呈梯度分布,形成良好的微级配;并且使新拌混凝土的流动度增大,影响了钢纤维在UHPC基体中的分布;当原状粉煤灰掺重不超过30％时,UHPC抗折强度随着原状粉煤灰掺量的增加呈现不同程度的增长,30％原状粉煤灰掺量的UHPC抗折强度与不掺粉煤灰的空白样相比提高了34％;由于原状粉
通过开展一系列劈裂强度测试、无侧限抗压强度测试和弯拉强度测试,研究了玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石力学性能的增强作用.龄期为7d的混合料劈裂试验表明,玄武岩短切纤维对水泥稳定多孔玄武岩碎石的劈裂强度具有显著的增强效果,其中长度为18 mm的纤维对混合料劈裂强度的增强效果优于12 mm、24 mm的纤维.掺加长度18 mm玄武岩纤维的水泥稳定多孔玄武岩碎石,其劈裂强度、无侧限抗压强度、弯拉强度等随着纤维掺量增加先增大后减小;当掺量为碎石质量的0.10％时,纤维对混合料各项力学性能的增强效果最好;随着
以不掺塑钢纤维的磷渣混凝土为基准,对纤维长度为30 mm、40 mm、55 mm和纤维掺量为3 kg/m3、6 kg/m3、9 kg/m3的塑钢纤维磷渣混凝土进行四点弯曲试验,研究不同纤维长度和纤维掺量对磷渣混凝土弯曲性能的影响规律.研究结果表明:随着塑钢纤维长度和掺量的增加,磷渣混凝土的抗弯强度随之增加,塑钢纤维长度为55 mm,掺量为3 kg/m3时,对磷渣混凝土抗弯强度增强效果最佳,抗弯强度比基准组提高了56％;随着塑钢纤维长度和掺量的增加,磷渣混凝土弯曲韧性指数不断增大,弯曲韧性不断提高,塑钢纤维
采用活化Mo-Mn法和活性金属钎焊(AMB)工艺对Al2O3陶瓷进行金属化处理,分别研究了两种金属化工艺的界面形貌、新相的形成及显微结构的演变,并测试了Al2O3/Cu的力学性能和气密性.研究表明:采用活化Mo-Mn法的封接界面处出现玻璃相的迁移,形成了立方相MnAl2O4,可以提高封接强度.AMB工艺中活性元素Ti与Al2O3反应依次形成厚度为0.64μm的TiO和1.03μm的Cu3Ti3O.各层间热膨胀系数(CTE)的差异给钎焊接头提供了良好的热弹性相容性且降低了残余应力.活化Mo-Mn法的封接强度