摘要：由于凝固过程的枝晶生长和元素偏析等行为,双相高熵合金很难获得良好的综合力学性能。不同于设计共晶高熵合金或改善铸造工艺,借助亚稳态相变可以调控高熵合金的微观组织和力学性能。多主元高熵合金物相组成和分布与组元种类和含量密切相关,固态相变对合金组织和性能的影响规律不尽相同。采用真空电弧熔炼制备AlCoCrFeNi_(x)(1.4≤x≤1.7)高熵合金,研究高温热处理过程合金微观组织的演变及其对力学性能的影响。结果表明,随Ni含量增加,铸态高熵合金BCC/B2枝晶组织比例逐渐降低,晶间区域比例逐渐增加,且由FCC单相组织转变为共晶组织。合金屈服强度和抗拉强度分别由1067 MPa(x=1.4)和1416 MPa(x=1.5)降低至464 MPa和1191 MPa(x=1.7),延伸率由1.7%(x=1.4)提升至11.5%(x=1.7)。经1100℃高温热处理,BCC/B2枝晶组织转变为FCC和B2双相组织,合金强度均有所降低,塑性明显提升。热处理态AlCoCrFeNi_(1.6)和AlCoCrFeNi_(1.7)高熵合金呈现典型的两级网状组织,且因FCC相脱溶析出B2相,合金屈服强度降幅逐渐减小。其中,热处理态AlCoCrFeNi_(1.7)高熵合金屈服强度和抗拉强度降幅分别仅为4.1%和7.5%,而延伸率增幅达52.2%,综合力学性能显著提升。

摘要：通过分子动力学方法研究化学组分和温度对水化硅铝酸钙(C-A-S-H)凝胶结构和力学性能的影响规律,结合强度试验为超高温固井水泥砂铝配比提供试验指导。构建C-A-S-H凝胶模型,研究温度、Ca/Si、Al/Si对硅氧四面体结构Q n分布、平均链长的影响规律。通过C-A-S-H凝胶断裂过程的应力应变关系,结合Al、Si原子平均受力特征,揭示富铝相C-A-S-H的增强机制。结果表明:Al的加入能够有效填补硅氧链桥位缺陷,增加平均链长,增强桥联层间硅氧结构,促进形成聚合度更高的硅氧四面体,进而提升强度;超高温220~260℃时,Ca、Si、Al物质的量比为0.9∶1∶0.15~0.2,对应加砂55%、铝质材料7%~10%BWOC,可满足固井水泥强度要求。

摘要：高铁站房钢屋盖对温度敏感且超静定次数较多,在寒区低温和积雪作用下容易造成垮塌。为探究高铁站房异形屋盖结构在低温及极端雪荷载耦合作用下的力学性能,以东北某地区高铁站房为背景,采用有限元软件ABAQUS建立屋盖模型,利用现场监测数据验证了有限元模型的准确性。研究设计温差对屋盖结构的影响,考虑场址处近年极端低温天气频现,分析极端温差下屋盖受力。基于不同设计雪荷载分布方式,开展屋盖结构的受力分析,进而考虑寒区极端雪荷载,并探究极端雪荷载与极端温差耦合下的受力状态。结果表明:屋盖两侧弧形边缘部分杆件不同温差下应力变化显著,对温度变化较为敏感,极端温差下需要重视此区域内杆件应力变化;站房屋盖设计时,对于存在天窗的屋盖结构,应重视因天窗与周围屋面高度差而产生的不均匀雪荷载对结构内力的影响;极端雪荷载作用下,屋盖最大应力杆件接近屈服,最大竖向位移也接近规范容许值;考虑极端雪荷载与极端降温耦合相比设计雪荷载与设计温差耦合屋盖最大拉应力、最大下绕位移分别增大47.1%、50.2%,且应力已经超过钢材设计强度,在寒区大跨高铁站房钢屋盖设计时应充分考虑二者耦合的影响。

摘要：三周期极小曲面(TPMS)结构因其优异的力学性能,在航空航天领域关键零件轻量化方面展现出广阔的应用前景.为有效增强TPMS结构力学性能及其轻量化程度,提出一种基于应力场引导的多层级TPMS点阵结构设计优化方法,设计出多层级Gyroid点阵结构,采用激光选区熔化技术制备了相应的点阵结构,并与体积分数相同的初级Ti6Al4V Gyroid点阵结构进行了对比研究.在此基础上,通过有限元模拟和压缩试验,系统研究了多层级Gyroid点阵结构的压缩性能、变形行为和能量吸收性能.结果显示,与相同体积分数的初级Gyroid点阵结构相比,多层级Gyroid点阵结构压缩性能显著提升,其弹性模量、屈服强度和极限强度分别提高了约36.52%,58.55%和57.62%,能量吸收能力提升了约42.85%.此外,与初级Gyroid点阵结构在斜压杆中心区域的45°剪切断裂模式不同,多层级Gyroid点阵结构初期在填充区域发生层状断裂,随后在未填充区域的斜压杆中心区域发生45°剪切断裂.基于Johnson-Cook塑性模型和损伤模型所建立的有限元模型能够准确预测多层级Gyroid点阵结构的变形行为和力学性能,其预测误差在20%以内.文章所设计的多层级Gyroid点阵结构具有优异的力学性能和能量吸收能力,为航空航天领域高性能轻量化零件优化设计与制造提供了新的思路与技术支持.

摘要：连接节点的设计是保证木-混凝土混合结构中两种材料协同工作的基础.为研究常用工程木-混凝土螺栓连接节点的力学性能及破坏模式,分别选用正交胶合木(Crosslaminated timber,CLT)-混凝土螺栓连接和云杉-松木-冷杉(Spruce Pine Fir,SPF)规格材-混凝土螺栓连接作为试验对象,设计了27组单调加载试验和低周往复加载试验,归纳并对比了两类木-混凝土螺栓连接的典型破坏模式.结果表明:木-混凝土螺栓连接节点承载力大小与螺栓屈服模式相关,CLT-混凝土螺栓连接相较于SPF-混凝土螺栓连接更易发生双铰破坏,且CLT-混凝土螺栓连接具有更好的延性.基于对两类连接力学性能差异的影响机理分析,考虑钢垫板对承载力的影响,并引入CLT等效截面,提出了木-混凝土螺栓连接的承载力力学模型.计算结果与试验结果对比的平均误差为12.18%,表明计算值与试验值吻合良好,可为木-混凝土螺栓连接的设计与应用提供参考.

摘要：背景:随着计算机辅助设计和计算机辅助制造技术的发展,钛基底氧化锆基台因具备良好的应用优势被广泛运用于临床,但仍存在一些问题,尚缺乏共识性的设计标准。目的:综述钛基底氧化锆基台的制作方法及基台连接、穿龈设计、基台角度和粘接对钛基底氧化锆基台各类力学性能的影响。方法:检索Pub Med数据库和中国知网2010-2023年发表的相关文献,检索词为“zirconia abutment,titanium base;氧化锆基台,钛基底”,部分经典文献延长检索时间限制,通过纳入和排除标准获取相关文献,对57篇符合标准的文献进行综述。结果与结论:建议临床医生尽量选择具有抗旋结构的基台连接或是具有莫氏锥度的非抗旋连接,当运用钛基底氧化锆基台时,种植体应放置在正确的轴向角度(植体轴向向唇侧倾斜角度不超过15°或略向腭侧倾斜);当植体轴向向唇侧倾斜角度≥30°时,应当适当降低咬合力,以降低种植体、基台及修复体机械并发症和生物并发症的风险;应尽可能选择穿龈高度较高的钛基底,并且其穿龈角度不应超过40°。Multilink Hybrid Abutment可以作为氧化锆基台与钛基底口外粘结的首选粘接剂。

摘要：背景:现阶段骨软骨一体化支架的弹性模量与天然骨软骨相差较大,植入人体后会引起应力遮蔽现象,从而导致植入物松动变形,影响骨软骨组织修复。轴向三周期极小曲面晶胞梯度支架可与人体骨软骨组织孔隙率及弹性模量相匹配,为骨软骨支架设计提供一种新的思路。目的:研究不同晶胞种类和孔径结构对晶胞梯度支架力学性能的影响。方法:使用Gyroid(G)型、Diamond(D)型Primitive(P)型3种基础晶胞,通过三周期极小曲面数学建模,在梯度区域使用不同尺寸、不同种类晶胞,共计构建6种晶胞梯度支架(G-2P-4D、P-2D-4G、D-2P-4D、G-2D-4P、P-2G-4D、D-2G-4P),进行力学实验及仿真模拟实验,评估支架的力学性能,通过计算流体动力学仿真得到了支架内流体的流动性能参数。结果与结论:有限元力学仿真和轴向压缩实验表明,P-2G-4D型与P-2D-4G型梯度支架的弹性模量相较高,分别为148.67 MPa和152.1 MPa,能够承受较高的轴向载荷,提高植入物的力学稳态;D-2P-4G型梯度支架应力分布最为均匀,可有效减少应力集中,使得连接函数区域均能够有效传递应力,减少应力遮蔽;G-2D-4P型梯度支架流动速率变化最小,为0.10-0.48 mm/s,渗透率较高,有利于植入后体液在支架内部流动。基于三周期极小曲面的晶胞梯度支架设计为骨软骨支架设计提供了新思路,仿真分析结果也为支架植入人体后的骨整合预测提供了参考。

摘要：目的通过试验与仿真分析,研究铝合金胶接接头在复杂应力状态下的力学性能及失效行为,为胶接接头的设计与应用提供重要参考。方法选取6061铝合金材料作为连接基体,设计了5种不同角度的胶接接头。对胶接接头进行力学性能试验,包括拉伸强度和剪切强度试验。基于RADIOSS软件建立胶接接头的有限元模型,模拟加载过程,并分析接头的应力分布、变形情况等。结果通过试验可知,铝合金胶接接头的拉伸峰值载荷为19334 N,剪切峰值载荷为19473 N,30°拉剪组合峰值载荷为34364 N,60°拉剪组合峰值载荷为21141 N,剥离峰值载荷为4498 N。建立了不同角度胶接接头的仿真模型,并通过试验结果,拟合出FAIL/SNCONNECT模型中的失效参数,建立了失效模型,仿真精度达到90%以上。最后,基于电池包的应用工况,进行了胶黏零件球挤压试验和仿真,验证了仿真模型及其失效参数的准确性。结论铝合金胶接接头的力学性能较好,具有较高的拉伸强度和剪切强度。胶接面在不同受力状态下的力学性能有较大差异,其中,30°拉剪接头的强度最高,剥离强度最低。通过建立合适的失效模型进行仿真分析,可以有效预测胶接接头的力学性能及其失效模式,仿真精度高于90%,为接头的设计与应用提供了指导。

摘要：地聚物混凝土化学组成复杂,力学性能影响因素较多,为探究不同条件下其力学性能变化规律,利用数值模拟进行研究。在构建非均质细观模型上假定混凝土由骨料、砂浆、混凝土界面过渡区三相组成,材料属性服从Weibull分布,并采用等效单元拟合求解非均质参数;通过多尺度建模,提出采用折减系数表征初始微孔洞对材料力学性能的影响;采用模拟正交法反推求解砂浆单元的力学性能参数。为验证非均质细观模型,进行了地聚物混凝土力学性能试验。基于验证后的非均质细观模型,进一步探讨了试件尺寸、骨料体积分数、初始微孔洞率等因素对地聚物混凝土力学性能的影响。结果表明:三维细观模型能准确描述地聚物混凝土的力学性能,所提出的模型构建和参数确定方法具有可靠性,对于模拟研究地聚物混凝土力学性能具有指导意义。

摘要：通过在32MnMoNiCu铸钢中添加稀土铈铁合金,采用扫描电镜观察、拉伸和冲击性能测试等方法,研究稀土Ce对铸钢微观组织和力学性能的影响。结果表明:稀土Ce能够细化铸钢中铁素体组织,将长条状的夹杂物改变成球状,并且减小夹杂物尺寸;稀土Ce在钢中主要以CeAlO_(3)形式存在,与MnS夹杂物未发生反应;稀土Ce在32MnMoNiCu铸钢中通过析出强化和细晶强化的方式,使抗拉强度和屈服强度分别提高了12.3%和23.4%,但稀土Ce增加了板条状铁素体的比例,导致伸长率和冲击吸收能量分别降低了11.1%和7.4%。