基于旋涡强度方法的冲击射流涡结构研究

该文采用旋涡强度方法对冲击射流涡结构进行了深入研究。首先将粒子成像测速技术(P IV)测量得到的原始流场图片进行相应处理得到原始速度场,再利用b ior5.5双正交小波分析得到消除高频噪声的流场结构;然后对此进行涡量和旋涡强度计算,得到相应的涡量场和旋涡强度场。与涡量方法相比,因旋涡强度方法排除了剪切作用的影响,故可以更有效地分析流场中的涡结构。进而得到了冲击射流中的旋涡强度随压比、冲击距离、喷嘴唇厚等参数的变化规律。     

聚苯乙烯磺酸钠对水泥净浆性能的影响

以废弃的聚苯乙烯为原料制备聚苯乙烯磺酸钠(SPS),考察了SPS对水泥净浆性能的影响。结果表明:向水泥基体中加入微量(例如水泥质量的10-5%)的SPS,水泥净浆的吸水率和化学结合水量减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度增大;随着SPS掺量的增大,水泥净浆的吸水率和化学结合水量进一步减小,抗压强度、抗折强度和冲击强度进一步提高;但SPS掺量超过水泥质量的10-3%后,水泥净浆的吸水率略有增大,抗压强度、抗折强度和冲击强度略有降低;SPS的相对分子质量和磺化度对水泥净浆的性能几乎没有影响。     

超高分子量聚乙烯纤维混凝土抗多次冲击性能研究

工程上常设计混凝土棚洞结构抵抗山区落石的冲击,以此保护山区公路。棚洞结构面临落石多次冲击作用,本文在混凝土中引入超高分子量聚乙烯纤维(UHMWPE纤维),从而达到有效增强混凝土延性,并提高混凝土抗多次冲击能力的目的。对此,本文设计了5种纤维掺量的UHMWPE纤维混凝土,系统开展了抗压强度实验、抗折强度实验、抗多次冲击性能实验研究,分析了纤维掺量对混凝土基本力学性能的影响。结果表明：UHMWPE纤维对混凝土的抗压强度没有明显增强作用,但能提高混凝土的抗折强度,显著增强混凝土的抗多次冲击性能。当纤维掺量为1.2 kg/m3时,混凝土的抗压和抗折强度最高,并且抵抗落块多次冲击的性能最优,其承受抗冲击次数比素混凝土多12次。     

PP/PE基木塑复合材料的力学性能研究

以PP和HDPE的混合物为塑料基体,EPDM为增韧剂,木粉为填料,采用挤出成型法制备了PP/PE基木塑复合材料(WPC),研究了配方中PP/PE比例、EPDM加入量变化对WPC力学性能的影响.结果表明:随着WPC中PP质量分数的增加,WPC的弯曲模量增加,但弯曲强度和冲击强度均出现先减小后增大的现象;随着塑料基体中EPDM加入量增加,WPC的冲击强度增加,但其弯曲强度和弯曲模薰降低.     

玻璃纤维和石墨增强PTFE复合材料的力学性能

通过机械混合、冷压和烧结成型制备了不同质量分数(5%～30%)的玻纤和石墨填充聚四氟乙烯(PTFE)复合材料.测试了不同样品的拉伸、冲击和硬度等力学性能,利用扫描电镜对冲击断面形貌进行观察.结果表明:加入玻纤后,拉伸强度、断裂伸长率和冲击强度迅速下降,弹性模量增加,材料呈脆性;材料硬度随玻纤加入量增加而增加,随软质石墨的加入量增加而减小;玻纤改性处理,会提高复合材料硬度;石墨对材料冲击韧性影响较小,少量加入时对拉伸强度影响也较小;质量分数10%的石墨和20%的玻纤填充增强PTFE复合材料的综合力学性能较好.     

高岭土表面偶联改性及其对UPR性能的影响

介绍了用A - 15 1与钛酸酯偶联剂处理高岭土的方法 ,研究了处理剂的用量与偶联高岭土的加入量对UPR(不饱和聚酯树脂 )的拉伸强度和模量、弯曲强度和模量以及冲击强度的影响。试验结果表明 :经A - 15 1与钛酸酯处理的高岭土填充UPR的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度都有不同程度的提高。在A - 15 1处理浓度为 1% ,钛酸酯用量为 0 .8% ,偶联高岭土的填充量为 30 %时 ,UPR的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别由4 4 .38MPa ,　 72 .6 6MPa ,　 9.6 8kJ/m2 提高到 5 6 .34MPa ,　 98.31MPa ,　 13.2 5kJ/m2 与 4 9.96MPa ,　 89.6 5MPa ,　 14 .5 6kJ/m2 ,增强效果明显。     

超高性能水泥基复合材料的动态力学性能研究

采用60%的超细工业废渣取代水泥,采用粒径为2.5～3.0 mm的天然砂取代粒径为600 μm的磨细石英砂,并掺加了Dmax为5 、10和15 mm的粗集料,制备出抗压强度达200 MPa的超高性能水泥基复合材料(UHPCC);并采用分离式霍普金森压杆装置对不同纤维掺量的UHPSFRCC材料进行了一次和多次冲击压缩实验.对材料的多次冲击压缩标准化强度进行了定义,揭示出了应变率、冲击次数、冲击方式、纤维掺量影响材料抗冲击性能的规律.试验表明,UHPSFRCC抗冲击的能力随纤维掺量的增加不断提高;动态性能因掺入用作粗集料的玄武岩碎石而得到了相应的提升;动态强度随应变率的提高相应地增长;损伤程度随冲击次数的增加不断地加剧、标准化强度则相应地下降.承受多次冲击的UHPSFRCC试件随冲击次数的增加其冲击下峰值应力的下降速度也将增大.     

纳米再生骨料混凝土的动态力学性能试验研究

对再生混凝土以及经过1%~2%的纳米SiO_2或纳米CaCO_3改性的再生混凝土进行了霍普金森压杆(SHPB)的冲击对比试验研究.试验研究不同纳米颗粒及其不同掺量对再生混凝土高应变率作用下动态强度,动态增长因子(DIF),峰值应变,冲击韧性等力学性能的影响.试验结果表明,动态冲击荷载下纳米改性再生混凝土普遍具有比未添加纳米颗粒的再生混凝土更高的冲击强度,然而当纳米颗粒含量从1%增加到2%时,纳米SiO_2及纳米CaCO_3改性的再生混凝土受冲击强度均有所降低.相同掺量时,纳米SiO_2对受冲击强度的提高效果比纳米CaCO_3更为明显,掺入1%纳米SiO_2的再生混凝土具有最高的受冲击强度.纳米CaCO_3则表现为更有效地提高了再生混凝土的冲击韧性和变形能力.纳米改性再生混凝土均呈现出比未添加纳米材料的再生混凝土低的应变率敏感性.     

SBS和POE增韧阻燃HIPS的研究

分别以苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)和乙烯-辛烯共聚物(POE)为增韧剂,研究了它们对阻燃高抗冲聚苯乙烯(HIPS)物理机械性能和阻燃性能的影响.结果表明:以SBS为增韧剂所得复合材料的综合性能优于以POE为增韧剂所得复合材料的综合性能;复合材料的冲击强度随SBS用量的增大而增大,当SBS用量为12%时,其冲击强度达到8kJ/m2左右,较未经增韧改性复合材料的冲击强度增加了6 kJ/m2左右,并且SBS的加入不会对复合材料的阻燃性能产生不利影响.     

高岭土表面偶联改性及其对UPR性能的影响

介绍了用A-15l与钛酸酯偶联剂处理高岭土的方法，研究了处理剂的用量与偶联高岭土的加入量对UPR(不饱和聚酯树脂)的拉伸强度和模量、弯曲强度和模量以及冲击强度的影响。试验结果表明：经A-15l与钛酸酯处理的高岭土填充UPR的拉伸强度、弯曲强度以及冲击强度都有不同程度的提高。在A-15l处理浓度为l％。钛酸酯用量为0．8％，偶联高岭土的填充量为30％时，UPR的拉伸强度、弯曲强度及冲击强度分别由44．38MPa，72．66MPa，9．68kJ/m2提高到56．34MPa，98．3lMPa，13．25kJ/m2与49．96MPa，89．65MPa，14．56kJ/m^2，增强效果明显。     

考虑支护作用影响的煤岩巷道变形非线性分析

根据非线性动力学理论,利用FLAC3D数值软件,建立三维计算模型,对锚网锚杆、U型钢支护和吸能支护条件下的煤岩巷道冲击变形规律进行数值模拟,再现深埋巷道变形破坏过程,研究不同支护作用对巷道变形动力响应的影响。数值计算结果说明,锚网锚杆(主动支护)对提高围岩体强度作用明显,但在冲击载荷作用下巷道围岩应力大,变形量也大,破坏程度严重;U型钢支护(被动支护)可有效提高巷道支护强度,冲击作用后同样表现出抵抗能力较差,巷道整体变形较大;吸能支护对于抗缓冲和吸收冲击能作用明显,表现为冲击应力大幅度降低,巷道变形量减小,整体稳定性显著提高。     

进口雷诺数和湿空气含湿量对冲击冷却流动和传热特性的影响

为进一步探索湿化燃气轮机透平循环的叶片前缘冷却情况,分析了进口雷诺数和湿空气含湿量对冲击冷却流动和传热特性的影响。建立了带有进气室、单排圆形冲击孔和冲击冷却腔的冲击冷却模型,利用ANSYS CFX软件数值研究了进口雷诺数和湿空气含湿量对冲击冷却流动和传热特性的影响,总结了湿空气冲击冷却的流动和传热规律。在此基础上,对努塞尔数与冲击孔雷诺数和湿空气普朗特数进行关联式拟合,得到了湿空气冲击冷却的传热关联式。研究结果表明:冲击冷却的冷却性能随着进口雷诺数和含湿量的增大而提高;冲击射流冲击至靶面后沿着壁面向四周流动,并在冲击腔内形成复杂的流动涡结构;增大进口雷诺数能够显著增大冷气的涡量,提高换热靶面的换热强度;相同进口雷诺数下,干空气冷却和湿空气冷却换热靶面努塞尔数分布规律一致,但数值上湿空气冷却的略高于干空气冷却的,并且二者差异随着进口雷诺数的增大而增大;冷却工质的质量流量随着含湿量的增大而减小,换热靶面努塞尔数随着含湿量的增大而增大;拟合的传热关联式与数值计算的结果吻合较好,能够较好地预测湿空气冲击冷却的换热系数。     

杨木木粉/聚乳酸复合材料的制备及其在3D打印上的应用

 以熔融沉积增材制造技术为依据,研究了聚乳酸与杨木木粉熔融复合混合工艺,探索了原料混合比例、挤出条件等,并对挤出的复合材料进行了力学性能和微观性能检测。结果表明,杨木木粉添加量对复合材料有显著性影响,随着木粉添加量的增加,复合材料力学性能降低,当普通杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低30.3%,拉伸强度降低26.4%,冲击强度降低82.2%;当特殊杨木粉原料添加量为40%时,弯曲强度降低14.5%,拉伸强度降低22.9%,冲击强度降低72.9%;从材料的流变性能可见,添加杨木木粉后,弹性模量和损耗模量均增加,并且与木粉的添加量呈现正相关;复合材料流体的黏度降低,表明添加木粉后,复合材料的流动性变差,流体阻力增大;应用DSC检测复合材料时发现,复合材料基体的玻璃化转变温度、结晶温度和熔融温度与聚乳酸单体相比没有改变,加入木粉后只改变了熔体的流动性,对熔点没有影响;通过SEM观察,无论原料为何种比例,聚乳酸与木粉结合均比较紧密,混合也很均匀;同时傅里叶变换红外光谱显示,各主要基团没有变化。     

氰基丙烯酸乙酯胶粘剂增韧增稠改性

通过加入不同相对分子质量的PMMA、PBMA和PIBMA,以考察其对α-氰基丙烯酸乙酯拉伸剪切强度、剪切冲击强度和增稠性能的影响.结果表明,加入量为15%～20%,相对分子质量为10万的PIBMA作为α-氰基丙烯酸乙酯的增韧增稠改性剂的效果较为显著.     

偶联剂对木塑复合材料冲击强度与热膨胀性能的影响(英文)

以高密度聚乙烯(HDPE 6761)为基体,松木纤维(Pine)为增强材料,MAPE(EpoleneG2608)、MAPP(Exxelor VA1840)和Fusabond(WPC576D)为偶联剂,采用注塑法制备木塑复合材料(WPC),并测定了HDPE基体和不同配比WPC的热膨胀性能与冲击强度。结果表明:WPC的冲击强度明显低于高密度聚乙烯板(HDPE),较低的冲击强度是木塑复合材料的一个主要缺点,偶联剂的加入可以提高WPC的冲击强度;WPC的热膨胀系数明显低于HDPE,虽然偶联剂的加入可以较好地抑制热膨胀,但WPC的热膨胀系数的主要影响因素是木纤维的加入量及塑料基体的种类。     

轴向冲击荷载下L形截面钢管混凝土短柱受力性能

为研究L形截面钢管混凝土短柱在受到轴向冲击荷载作用下的受力性能,通过落锤冲击试验,获得在不同冲击高度下的冲击应力时程曲线,并建立有限元模型,分析钢材、混凝土强度和冲击不同位置对短柱力学性能的影响。结果表明:随着冲击高度的增加,落锤冲击应力峰值增大;钢材壁厚大的试件,其冲击应力峰值较大,变形较小;选择强度较大的钢材能显著提高试件的抗冲击承载力,而混凝土强度等级的影响则相对较小,在不同的冲击位置下显示协同性较好。     

新型高分子型阻燃抗静电剂的合成及应用

以氯磷酸二乙酯,丙烯酸羟乙酯合成了阻燃单体(FR);以丙烯酰氯,辛基酚聚氧乙烯醚合成了抗静电单体(AS);以FR/AS/MMA为共聚合单体,用自由基聚合方法制备了阻燃抗静电剂,并与聚丙烯(PP)复合制备了含AMF162的PP复合材料．采用傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析法(TG)、氧指数测定、电阻率测定以及抗冲击强度测定等对PP复合材料进行了表征和分析,探讨了阻燃抗静电剂的用量对PP复合材料热稳定性、阻燃和抗静电性能以及冲击强度的影响．结果表明,阻燃抗静电剂的含量为20%时,PP复合材料的氧指数(LOI)达到20.8%;材料的表面电阻率到达1012级,比改性前下降了4个数量级,阻燃抗静电剂的加入明显改善了PP材料的阻燃抗静电性能;阻燃抗静电剂的添加量不超过15%时可提高PP材料的冲击强度,添加量为20%时PP材料的冲击强度有所下降,但影响不大．     

协效剂对聚丙烯/氢氧化镁复合材料阻燃和力学性能的影响

采用硬脂酸钠改性后的氢氧化镁与聚丙烯（PP）材料熔融共混,分别以二氧化硅或硼酸锌或聚磷酸铵与季戊四醇的混合物为协效剂,制备氢氧化镁填充量为50%（质量分数）的阻燃聚丙烯。考察了聚丙烯复合材料的燃烧性能、拉伸强度、冲击强度和断面形貌。结果表明：5%（质量分数）的硬脂酸钠改性氢氧化镁填充聚丙烯制备的复合材料拉伸强度、冲击强度和分散性都高于未改性聚丙烯/氢氧化镁复合材料;当协效剂添加量不超过3%时,二氧化硅或硼酸锌对复合材料有协同阻燃和填充增强的作用;聚磷酸铵和季戊四醇的混合物与氢氧化镁有较好的协同阻燃作用,且随着用量的增加,复合材料拉伸强度下降,冲击强度变化不大。     

PVC/超支化聚(胺-酯)共混物的冲击与流变性能研究

研究了超支化聚(胺-酯)的代数和用量对PVC/超支化聚(胺-酯)共混体系冲击性能和流变性能的影响,利用扫描电镜对共混体系的冲击断面形态结构进行分析.结果表明:超支化聚(胺-酯)的代数和用量均对共混体系的冲击强度有影响,当加入质量分数为5%的第3代超支化聚(胺-酯)时,共混体系的冲击强度达到42.5 kJ/m2,加入超支化聚(胺-酯)能有效降低共混体系的粘度,并且随着超支化聚(胺-酯)加入量的增多,共混体系流动行为逐渐向牛顿型流体转变,使得PVC的加工可以在较低的温度下进行,从而避免高温引起PVC降解.     

低收缩高抗冲聚苯乙烯材料研究

本文重点研究了碳酸钙、滑石粉和云母粉对高抗冲聚苯乙烯材料力学性能及产品后收缩的影响,结果表明滑石粉在对HIPS后收缩的改善上具有明显的作用,且对HIPS材料的冲击强度影响较小;低流动性的HIPS材料,在添加滑石粉时的后收缩改善更加明显;滑石粉添加量过低不利于改善后收缩,但添加量太高会造成HIPS冲击性能下降,5%左右的添加量可以得到性能均衡的低收缩HIPS材料。