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