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关键词： 材料力学   压杆稳定   欧拉公式   课程思政   教学案例  

摘要： “材料力学”是工科学生必修的一门专业基础课。以“材料力学”课程中《压杆稳定》这一章节为例,由压杆稳定的概念和两端铰支细长压杆临界压力(临界应力)的欧拉公式入手,从课程思政的角度建立了相应的教学案例,讨论了如何从国家意识、社会价值和个人素养三个层面上融入课程思政理念,在教学过程中开展思政教育。通过工程案例和名人事迹,增加课堂乐趣,激发学生的学习兴趣,克服他们学习这门课程的畏难心理,以期达到协同育人效果。

关键词： 课程思政   材料力学   压杆稳定   立德树人  

摘要： 人才在强国建设、民族复兴中具有极端重要性。课程思政的目的是将思想政治教育融入各类课程中,以实现全员、全程、全方位育人目标。通过将“材料力学”课程与思政元素有机融合,使之与思想政治理论课同向同行,形成协同效应,构建将“立德树人”作为根本任务的综合教育理念体系。以“压杆稳定”为例,有针对性地设置相应的思政教育内容,建立创新化的教学方法和手段,最终实现材料力学课程与思政元素的有机融合,激发学生学习兴趣,构建教学与课程思政同向同行、能力与品德协同培养的工科课程。

关键词： GPBL教学模式   CBL教学模式   课程思政   材料力学   教学实践  

摘要： 基于目标问题的案例教学模式(GPBL+CBL)可以解决传统材料力学课程中存在的问题。传统的材料力学课程教学与工程实际相脱节,学生工程意识和解决问题的能力培养欠缺。GPBL+CBL教学模式将传统课堂进行翻转,形成以目标问题为导向,以工程案例为载体的能力培养教学模式。该文介绍实施GPBL+CBL的方法与举措。以材料力学课程的压杆稳定授课内容为例,介绍GPBL+CBL的具体实施过程。教学实践研究表明,GPBL+CBL可提高学生的课堂参与度,提升解决问题的能力,实现课程教学有效的教和促进学生有效的学。

关键词： 纳米碳酸钙   重质碳酸钙   表面包覆修饰   高压碳化法   力学性能  

摘要： 重质碳酸钙(ground calcium carbonate,GCC)表面平整且棱角尖锐,比表面积较小,作为聚合物的填充材料,通常会影响复合材料的拉伸性能以及抗冲击性。但由于该材料储量丰富、价格低廉且分散性优异,其在工业中得到了广泛应用。纳米碳酸钙由于具有较大的比表面积,可以显著提高复合材料的力学性能,但纳米碳酸钙容易团聚,且价格高昂,作为聚合物填料未能得到广泛应用。为此,通过高压碳化法在GCC表面原位生成纳米碳酸钙,制备表面包覆纳米碳酸钙的GCC,并对包覆前后的颗粒进行结构形貌表征。结果表明:包覆后的GCC表面粗糙、边缘钝化、比表面积增大,一定程度上达到了表面改性的目的。将改性后的GCC填充到聚丙烯(PP)中,并对其力学性能进行测试。相较于纯PP材料,其拉伸强度和弯曲强度分别提升了17.10%和53.92%;相较于未改性的GCC填充至PP(PP-GCC)的拉伸强度、弯曲强度、冲击强度,分别提升了10.43%、23.75%、28.86%。

关键词： 煤粉   表面裂纹   水泥基材料   力学性能  

摘要： 为研究不同煤粉掺量和表面裂纹深度下水泥基材料的力学性能变化,预制了不同煤粉掺量和不同表面裂纹深度的煤岩体试件,进行了单轴压缩试验和宏观破坏状态分析。单轴压缩试验结果表明:表面裂纹深度一定时,试件强度随煤粉掺量的增大而减小;煤粉掺量一定时,表面裂纹深度的增大使试件强度减小;与不掺煤粉试件峰值强度相比,5%煤粉掺量时试件峰值强度下降较小,表面裂纹深度小于15 mm时,试件峰值强度下降程度小于5%;破坏状态观测时发现,预制表面裂纹闭合阶段,其上下区域会形成剥离失效区,表面裂纹深度5 mm、10 mm时表现为崩离失效,15 mm、20 mm时表现为闭合失效;试件会因偏心受压产生斜拉裂纹,劈裂和斜拉共同导致试件失效,随着表面裂纹深度的增大,试件更趋向于劈裂破坏。

关键词： 变形翼   超材料   负泊松比   铁木辛柯梁模型   卡氏第二定理  

摘要： 针对负泊松比超材料的刚度和强度低、胞元混合方式复杂等问题,提出了一种基于内凹六边形胞元的内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元。首先基于铁木辛柯梁模型和卡式第二定理对超材料胞元的弹性参数进行理论建模,并采用Beam 188单元建立有限元模型进行静力学分析;同时采用3D打印技术研制胞元拉伸样件进行拉伸实验,验证了理论和仿真模型的准确性。最后对内向同构二次分层内凹六边形超材料胞元进行参数研究,并与内凹六边形超材料胞元进行性能对比。结果表明,通过调整胞元边长、胞壁厚度,可在保持泊松比不变的情况下显著提升胞元的刚度,为变形翼蒙皮和变形翼填充结构的设计提供了理论依据。

关键词： 材料力学实验   教学改革   学习迁移  

摘要： 本文以某应用型高校材料力学实验课程为研究对象,针对在材料力学实验课程教学中存在的理论与实践结合不够充分、设备不足及设计不合理以及考核方式单一等问题,提出了一系列解决方案。包括加强跨学科交流,将课堂理论与实践紧密结合;增加设备数量以及将设备改造得更加方便使用,提高实验效率的同时扩大测试样件的种类;建立虚拟教学仿真系统,采取多样化考核方式;将实验课堂与实际生产结合等。这些改革措施的目的在于促进学生的实践能力提高,提升教学质量和学生学习效果。

关键词： 新工科   应用型   材料力学   教学改革  

摘要： 本文以培养应用型本科学生的工程实践能力、创新思维,提升学生使命感、责任感为目标,从分析教学现状和学生特点,结合专业特色优化教学内容,采用线上线下混合教学,设计创新实验,改进考核方式实现全过程评价等方面开展教学探索和实践,尝试设计有专业特色的课程教学体系,并进行实践与改进,希望对应用型本科教学特别是《材料力学》课程教学的创新和改革有一定的促进作用。

关键词： 碳纤维复合材料   机翼   结构设计   模态振动分析   谐响应分析  

摘要： 为了研究机翼碳纤维复合材料的力学特性及振动性能,以T-300碳纤维和铝合金分别作为机翼蒙皮和翼梁、翼肋、桁条结构材料,建立机翼三维模型;借助Simpson厚度积分规律完成蒙皮5层碳纤维铺层,在此基础上构建起机翼数值模型。基于机翼受载特性与强度理论,研究了机翼典型部位变形规律、力学特性、振动性能及谐响应频谱。研究结果表明,应力集中区域主要位于机翼后侧的桁条侧区域;机翼前侧发生屈曲变形风险较大,设计时应对机翼前侧进行加固;机翼在固有频率较高时发生变形概率较大,应尽可能避免在高频率下工作;此外机翼在4.79 Hz空间位移发生急剧变化,达到峰值,在此频率易产生共振,机翼工作时应当避免此频率。

关键词： 机械设计   材料力学分析   制造应用   部件性能优化   新技术研发  

摘要： 机械工程中,材料力学分析的重要性毋庸置疑,其在制造过程中的应用,关乎机械设备的运行效率和生命周期的长短。为了更好地完善机械部件的功能,本研究专门解说了材料力学在设计和制造机械产品中的核心角色。借助尖端的材料力学模拟和实验技术,实际工况下的机械部件受力状况得到了全方位的研究,得出在复杂载荷条件下各类机械元素的应力、应变分布,以及断裂、疲劳等损坏模式。结果 指出,准确的材料力学计算能带来极大的裨益,在设计和制造的过程,能够确保机械部件工作性能的最优化,阻止可能的疲劳断裂等危险,从而提升机械设备的工作高效和安全性。本研究为实现机械设备的性能优化提供了有力的理论和实验支撑,并为机械部件复杂条件下的设计和制造提供了有效的方法。