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第1章 绪论1

1.1研究的背景及意义1

1.2国内外冲蚀磨损研究现状4

1.2.1磨损及冲蚀磨损概述4

1.2.2粒子与材料冲蚀接触过程研究综述5

1.2.3冲蚀磨损理论研究进程综述5

1.2.4冲蚀磨损影响因素的研究进展6

1.2.5冲蚀磨损性能的评价方法研究8

1.3有机复合材料冲蚀研究现状分析11

1.4土木工程材料受冲磨侵蚀研究现状11

1.5本书的研究内容12

本章参考文献14

第2章 内蒙古中西部地区风沙环境特征分析18

2.1内蒙古中西部地区地理环境18

2.2内蒙古中西部地区风沙气候条件20

2.2.1沙尘天气的分级20

2.2.2内蒙古中西部地区沙尘暴时间分布21

2.2.3内蒙古中西部地区沙尘暴空间分布23

2.2.4不同范围强和特强沙尘暴发生频数分析24

2.3风沙环境主要冲蚀力学参数24

2.3.1风沙流粒子特征24

2.3.2风沙流速度25

2.3.3沙尘浓度25

2.4本章小结25

本章参考文献26

第3章 钢结构涂层的制备及其物理力学性能测定27

3.1钢结构涂层的种类27

3.2钢结构涂层的制备28

3.2.1试件材料的选择28

3.2.2涂层的喷涂29

3.2.3涂层的制备29

3.3钢结构涂层的物理力学性能指标的测定30

3.3.1涂层厚度和密度的测定30

3.3.2涂层的硬度测定31

3.3.3涂层的柔韧性测定34

3.3.4涂层附着力等级的测定34

3.3.5涂层／基材的结合强度测定35

3.4本章小结36

本章参考文献36

第4章 风沙冲击作用下钢结构涂层及其与基体界面冲蚀磨损理论分析38

4.1风沙冲击作用下钢结构涂层冲蚀磨损力学行为及其理论分析38

4.1.1风沙流粒子冲蚀接触力学模型38

4.1.2撞击接触分析理论38

4.1.3风沙流粒子冲蚀接触动力分析44

4.1.4风沙流粒子冲蚀接触应力场分析46

4.1.5钢结构涂层屈服的临界速度判定51

4.2风沙冲击作用下涂层与钢结构基体界面的应力分析51

4.2.1 Dundurs参数51

4.2.2镜像点法简介53

4.2.3冲击荷载作用下涂层基体界面应力分析54

4.3风沙冲击作用下涂层与钢结构基体界面的位移分析67

4.3.1风沙冲击作用下涂层与钢结构基体界面的位移表达式67

4.3.2风沙冲击作用下涂层与钢结构基体界面的位移分析68

4.4本章小结74

本章参考文献75

第5章 风沙环境下钢结构涂层的冲蚀试验研究76

5.1试验方法及试验装置76

5.1.1试验方法及分析76

5.1.2试验装置77

5.2风沙冲蚀磨损性能的评价方法分析77

5.3内蒙古中部区域风沙环境冲蚀磨损试验研究78

5.3.1内蒙古中部区域风沙环境特征分析78

5.3.2风沙流冲蚀速度对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响82

5.3.3风沙流冲蚀角度对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响84

5.3.4沙尘浓度（下沙率）对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响84

5.3.5钢结构涂层冲蚀磨损过程的分析研究85

5.4内蒙古西部区域风沙环境冲蚀磨损试验研究86

5.4.1内蒙古西部区域风沙环境特征分析86

5.4.2风沙流冲蚀速度对钢结构涂层冲蚀磨损的影响88

5.4.3风沙流冲蚀角度对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响90

5.4.4沙尘浓度（下沙率）对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响91

5.4.5风沙冲蚀时间对钢结构涂层冲蚀磨损失重量的影响92

5.5本章小结95

本章参考文献95

第6章 风沙环境下钢结构涂层冲蚀磨损机理分析97

6.1钢结构涂层冲蚀磨损形貌分析方法97

6.2钢结构涂层原始表面形貌97

6.3钢结构涂层冲蚀磨损SEM形貌及其损伤机理分析98

6.4风沙环境不同冲蚀力学参数对钢结构涂层冲蚀损伤机理影响102

6.4.1不同冲蚀角度条件对钢结构涂层冲蚀损伤机理影响102

6.4.2不同冲蚀速度条件对钢结构涂层冲蚀损伤机理影响104

6.4.3不同沙尘浓度条件对钢结构涂层冲蚀损伤机理影响105

6.5钢结构涂层冲蚀磨损LSCM形貌及粗糙度分析107

6.5.1激光共聚焦显微镜在材料表征中的应用107

6.5.2风沙流作用下钢结构涂层冲蚀磨损LSCM形貌107

6.5.3钢结构涂层受风沙冲蚀磨损表面粗糙度分析110

6.6本章小结113

本章参考文献113

第7章 钢结构涂层受风沙环境冲蚀磨损损伤程度评价115

7.1材料冲蚀磨损损伤程度的评价方法及研究进展115

7.2钢结构涂层冲蚀磨损损伤程度的评价方法及其评价计算公式116

7.3钢结构涂层冲蚀磨损损伤程度评价的实例分析119

7.4本章小结121

本章参考文献121

第8章 钢结构涂层的摩擦学性能分析122

8.1摩擦学的基本概念122

8.2钢结构涂层的摩擦性能分析122

8.2.1涂层动、静摩擦系数的测试122

8.2.2钢结构涂层的耐磨性测试123

8.2.3钢结构涂层的摩擦性能综合评价123

8.3沙粒子对钢结构涂层表面的冲击摩擦研究124

8.3.1冲击摩擦系数124

8.3.2涂层冲蚀率的摩擦学定量预估模型124

8.3.3钢结构涂层的冲击摩擦系数分析124

8.4本章小结126

本章参考文献126

第9章 风沙流粒子冲击钢结构涂层的有限元分析127

9.1动力学数值分析的基本理论127

9.1.1风沙粒子冲击钢结构涂层模型127

9.1.2风沙粒子冲击钢结构涂层的表面及内部应力128

9.1.3风沙粒子冲击后涂层基体界面处应力的理论解130

9.1.4风沙粒子冲击涂层基体模型131

9.1.5受风沙粒子冲击后涂层基体界面上Z向应力理论分析132

9.1.6受风沙粒子冲击后涂层基体界面上剪应力理论分析132

9.2有限元模拟程序简介133

9.2.1 LS-DYNA简介133

9.2.2 ANSYS简介134

9.3风沙流粒子冲击涂层的有限元模拟计算134

9.3.1风沙流粒子冲击涂层的有限元计算模型一134

9.3.2风沙流粒子冲击涂层的有限元计算模型二139

9.4本章小结148

本章参考文献149

第10章 相似理论及其在风沙侵蚀研究中的应用150

10.1量纲分析的基本概念150

10.2相似理论152

10.2.1相似第一定理152

10.2.2相似第二定理153

10.2.3相似第三定理154

10.3用方程式分析结构相似155

10.4用量纲分析法分析结构相似157

10.5弹性结构中的相似性159

10.6相似理论在钢结构涂层受风沙冲蚀研究中的应用163

10.6.1沙尘天气分级164

10.6.2沙尘浓度转化165

10.6.3室内试验与实际工况下冲蚀时间的转化166

10.6.4计算实例167

10.7本章小结168

本章参考文献169