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石墨烯尺寸和分布对石墨烯/铝基复合材料裂纹扩展的影响

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物理学报 2022年第13期71卷 251-263页

作者：魏宁赵思涵李志辉区炳显花安平赵军华江南大学江苏省食品先进制造装备与技术重点实验室无锡214122 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000 计算流体力学国家实验室北京100191 江苏省特种设备安全监督检验研究院国家石墨烯产品质量检验检测中心(江苏)214174

铝基复合材料由于其质轻高强的特点,是机械工业和航空航天工程中最重要的材料之一.而石墨烯因其优异力学性能和高比表面积等特点,被作为金属基复合材料的理想增强相.然而,目前石墨烯在铝基复合材料中对裂纹扩展影响的机制尚不清晰,制约... 详细信息

铝基复合材料由于其质轻高强的特点,是机械工业和航空航天工程中最重要的材料之一.而石墨烯因其优异力学性能和高比表面积等特点,被作为金属基复合材料的理想增强相.然而,目前石墨烯在铝基复合材料中对裂纹扩展影响的机制尚不清晰,制约了其在铝基复合材料的设计和应用.本文采用分子动力学模拟方法研究了石墨烯的尺寸和分布对铝基复合材料中裂纹扩展的影响.研究结果表明,当石墨烯尺寸l≤3.35 nm时,在拉伸过程中产生的亚裂纹促进了裂纹扩展。值得注意的是,这种促进作用随着石墨烯与裂纹的距离增大而减弱.当石墨烯尺寸l>3.35 nm时,石墨烯阻碍了裂纹的扩展和亚裂纹位错的滑移.此外,石墨烯的分布和角度可以有效地改变裂纹扩展路径.本研究的结果有助于理解石墨烯在其铝基复合材料中的破坏失效的作用,为设计高性能石墨烯/铝基复合材料提供一定参考依据.

关键词：石墨烯铝基复合材料裂纹扩展分子动力学模拟

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螺旋石墨烯/环氧树脂复合材料的力学性能

塑料工业 2022年第4期50卷 58-63页

作者：刘默耕朱春华赵军华江南大学机械工程学院江苏无锡214122

采用分子动力学方法研究了螺旋石墨烯/环氧树脂复合材料(HGs/epoxy)的力学性能,并和纯环氧树脂体系(epoxy)进行了比较。结果表明,与epoxy体系相比,相同交联度的HGs/epoxy体系具有更高的杨氏模量。此外,螺旋石墨烯内外径的大小对HGs/epox... 详细信息

采用分子动力学方法研究了螺旋石墨烯/环氧树脂复合材料(HGs/epoxy)的力学性能,并和纯环氧树脂体系(epoxy)进行了比较。结果表明,与epoxy体系相比,相同交联度的HGs/epoxy体系具有更高的杨氏模量。此外,螺旋石墨烯内外径的大小对HGs/epoxy体系整体力学性能也有显著的影响。通过调整螺旋石墨烯的内外径,HGs/epoxy体系沿X、Y、Z方向的杨氏模量分别能达到3.93、4.18和3.65 GPa,相对于epoxy体系提高了42.91%,52%和32.73%。由于极性基团的相互作用,氧化螺旋石墨烯与环氧树脂基体间存在着更强的界面结合能力,这有助于提高HGs/epoxy复合材料的整体力学性能。为制备新型环氧树脂基复合材料提供了理论支撑。

关键词：螺旋石墨烯环氧树脂分子动力学力学性能

基于BEM与CFD数值模拟的风力机叶片气动性能分析

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可再生能源 2023年第12期41卷 1612-1618页

作者：史先路赵凡赵凯赵军华江南大学机械工程学院江苏无锡214122 中国空气动力研究与发展中心四川绵阳621000 江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122

为阐明转子叶尖损失效应以及动态失速效应对风力机气动性能预测的影响,文章采用计算流体力学(CFD)以及叶素动量理论(BEM)两种方法分析预测了不同风场条件下的叶片气动性能,研究了三维旋转效应下叶片表面的非定常气动特性。结果表明:在... 详细信息

为阐明转子叶尖损失效应以及动态失速效应对风力机气动性能预测的影响,文章采用计算流体力学(CFD)以及叶素动量理论(BEM)两种方法分析预测了不同风场条件下的叶片气动性能,研究了三维旋转效应下叶片表面的非定常气动特性。结果表明:在离心力和科氏力作用下,叶片吸力面发生流动分离,随着风速的增加,失速区域逐渐增大;叶片翼型截面前缘吸力侧受风速影响较大;在非定常来流条件下,叶尖部位尤其是前缘对来流敏感程度较高。通过不同叶尖损失校正模型对叶片载荷的预测结果对比可以看出,针对BEM进行的叶根叶尖修正计算结果更接近于CFD模拟结果,但是,在叶根和叶尖部位仍存在一定偏差。

关键词：风力机非定常气动特性分离流 BEM 叶根叶尖损失修正

铝基金刚石复合材料热性能的数值模拟与实验验证

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材料热处理学报 2022年第3期43卷 134-141页

作者：胡熠闻傅蔡安于培师赵军华江南大学机械工程学院江苏无锡214122

利用有限元软件建立铝基金刚石复合材料的代表性体积单元,研究了不同的金刚石体积分数及粒径对铝基金刚石复合材料导热系数和热膨胀系数的影响。同时采用挤压铸造的方式制备出各种铝基金刚石复合材料样件,并测量出其导热系数和热膨胀系... 详细信息

利用有限元软件建立铝基金刚石复合材料的代表性体积单元,研究了不同的金刚石体积分数及粒径对铝基金刚石复合材料导热系数和热膨胀系数的影响。同时采用挤压铸造的方式制备出各种铝基金刚石复合材料样件,并测量出其导热系数和热膨胀系数,将有限元模拟结果与实验结果进行了对比验证。结果表明:有限元模拟结果与实验结果吻合较好;当金刚石粒径相同时,金刚石体积分数高的复合材料具有更高的导热系数和较低的热膨胀系数;当金刚石体积分数相同时,金刚石粒径的增加会使复合材料的导热系数增大,热膨胀系数略微增大。

关键词：铝基金刚石复合材料数值模拟导热系数热膨胀系数

基于三维理论的TC4ELI钛合金疲劳裂纹扩展研究

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船舶力学 2022年第9期26卷 1354-1362页

作者：吴连生于培师韦朋余郭鑫赵军华王连江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室江苏无锡214122 中国船舶科学研究中心江苏无锡214082

TC4ELI钛合金以其优异的力学和抗腐蚀性能广泛应用于深海耐压结构。在深海交变载荷作用下,钛合金结构的初始微缺陷易发生疲劳扩展,进而会导致灾难性破坏。因此,耐压结构逐渐采用损伤容限设计理念来保证安全。然而,传统的二维损伤容限设... 详细信息

TC4ELI钛合金以其优异的力学和抗腐蚀性能广泛应用于深海耐压结构。在深海交变载荷作用下,钛合金结构的初始微缺陷易发生疲劳扩展,进而会导致灾难性破坏。因此,耐压结构逐渐采用损伤容限设计理念来保证安全。然而,传统的二维损伤容限设计理念过于保守,不利于三维深海耐压结构的轻量化设计。本文对TC4ELI钛合金的疲劳裂纹扩展进行了系统研究,发现在二维理论框架内材料的裂纹扩展速率依赖于试件厚度和应力比。而基于三维断裂理论,同种材料裂纹扩展速率与厚度和应力比无关。在此基础上,将得到的材料常数用于裂纹扩展模拟,实现了不同试件厚度和载荷下的疲劳寿命与裂纹尺寸的准确预测。

关键词：钛合金损伤容限三维裂纹扩展模拟

开孔T300/YH69层合板在不同应力水平下的疲劳强化行为

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塑料工业 2023年第3期51卷 108-113,151页

作者：郭域呈魏宁赵军华孙琎江南大学机械工程学院江苏无锡214122

开孔的碳纤维增强层合板存在着疲劳后剩余强度提高的现象。通过对[-45,0,45,90]2S和[0,90]4S两种铺层的开孔碳纤维增强树脂基(T300/YH69)复合材料层合板进行实验,测定其静强度、疲劳极限和应力-寿命(S-N)曲线。结果表明,静强度分别为440... 详细信息

开孔的碳纤维增强层合板存在着疲劳后剩余强度提高的现象。通过对[-45,0,45,90]2S和[0,90]4S两种铺层的开孔碳纤维增强树脂基(T300/YH69)复合材料层合板进行实验,测定其静强度、疲劳极限和应力-寿命(S-N)曲线。结果表明,静强度分别为440.04 MPa和597.94 MPa,疲劳极限分别达到静强度的80%和86%。对试件施加不同应力水平的循环载荷,在循环次数达到105后测量试件剩余强度,探究不同应力水平的疲劳载荷对剩余强度的影响,发现剩余强度在应力水平较低时无明显变化,在应力水平较高时明显提升,两种铺层结构的剩余强度最大分别为512.7 MPa和712 MPa。提升比例最高分别达到16.51%和19.07%。通过扫描电镜(SEM)发现疲劳试件断口相较于静拉伸试件断口更为整齐,纤维断裂方向更为一致。这是由于疲劳载荷作用下基体产生裂纹使得应力分布更均匀所致。

关键词：复合材料应力水平应力-寿命曲线剩余强度

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建筑工程混凝土裂缝的成因及防治

中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2022年第9期 56-59页

作者：赵军华浙江城建建设集团有限公司浙江杭州310000

随着我国城镇化建设任务脚步的逐步加快,大众对于居住条件所提出的要求日益严格。在这一背景下,我国建材行业进入到新的发展行列中,迎接着新的机遇,也面临着更大的挑战。建筑工程中,混凝土是十分重要的一种建筑材料,会直接关系着整体工... 详细信息

随着我国城镇化建设任务脚步的逐步加快,大众对于居住条件所提出的要求日益严格。在这一背景下,我国建材行业进入到新的发展行列中,迎接着新的机遇,也面临着更大的挑战。建筑工程中,混凝土是十分重要的一种建筑材料,会直接关系着整体工程的质量以及性能,但在混凝土施工中极容易因为各种客观因素的影响而产生裂缝,不仅影响着建筑的美观性,也会造成一定的质量安全风险。文章将对建筑工程混凝土裂缝的类型及成因展开有效分析,并生成防治建议。

关键词：建筑工程混凝土裂缝成因防治手段

TC4ELI钛合金疲劳裂纹路径偏折与寿命提升机制

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机械工程学报 2023年第16期59卷 72-81页

作者：于培师赵宇翔吴连生卞家坤赵军华郭万林江南大学江苏省食品先进制造装备技术重点实验室无锡214122 江苏省微纳增减材制造工程研究中心无锡214122 江南大学机械工程学院无锡214122 南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

作为深海载人装备结构的优选材料,TC4ELI(Extra-low-interstitial低间隙元素)钛合金的抗疲劳裂纹扩展性能至关重要。对TC4ELI的疲劳裂纹扩展行为进行系统测试与原位观测,同时选取传统TC4钛合金进行对比试验。结果显示,与TC4相比,TC4ELI... 详细信息

作为深海载人装备结构的优选材料,TC4ELI(Extra-low-interstitial低间隙元素)钛合金的抗疲劳裂纹扩展性能至关重要。对TC4ELI的疲劳裂纹扩展行为进行系统测试与原位观测,同时选取传统TC4钛合金进行对比试验。结果显示,与TC4相比,TC4ELI具有更高的疲劳裂纹扩展寿命;同时,原位观察发现,TC4ELI的疲劳裂纹扩展存在明显偏折现象,导致裂纹路径比TC4更为曲折。进一步,综合利用微观表征手段对TC4ELI疲劳断口、材料组份、裂纹路径区域微结构进行系统的分析。在此基础上,利用有限元模拟计算裂纹扩展驱动力随偏折角度的变化规律,并分析裂纹偏折对TC4ELI疲劳扩展寿命的影响机理。研究对TC4ELI深海装备结构的损伤容限设计提供了参考。

关键词： TC4ELI钛合金深海装备疲劳裂纹路径偏折寿命提升

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浅析高校现场测绘工程师培养途径和前景

中国科技期刊数据库科研 2023年第3期 180-183页

作者：李笑娜赵军华石家庄铁路职业技术学院河北石家庄050041 石家庄铁道大学河北石家050043

培育卓越的现场测绘工程师,是高等教育教学深化改革的主要目标和根本价值。教育工作者要从微观与宏观双视角审视人才培育工作,微观层面要了解当前的基本现状,宏观层面需根据专业对应领域发展态势和人才需求标准,有针对性和层次性的进行... 详细信息

培育卓越的现场测绘工程师,是高等教育教学深化改革的主要目标和根本价值。教育工作者要从微观与宏观双视角审视人才培育工作,微观层面要了解当前的基本现状,宏观层面需根据专业对应领域发展态势和人才需求标准,有针对性和层次性的进行现场测绘工程师培养。通过多视角分析现场测绘工程师的就业方向与前景,对学生当下学习及未来职业发展建立深刻的认识,从而结合实际需要与诉求的设计多元途径,以校企合作、产教融合、传统课堂、实践训练中心等四个主要渠道,实现培育卓越现场测绘工程师的目标与任务。

关键词：高校现场测绘工程师培养前景