教学课程资源库 更多>>

关键词： 纤维种类   CVI   C/C   弯曲强度   摩擦磨损性能  

摘要： 为了制备性能优异、成本低廉的炭/炭(C/C)复合材料,以聚丙烯腈(PAN)基炭纤维预氧丝纤维(OPF)和炭纤维(CF)为原料,采用化学气相渗积致密化工艺,制备出两种密度均为1.7 g/cm^3左右的C/C复合材料,研究了不同种类纤维C/C复合材料的力学性能及不同刹车条件下的摩擦磨损性能,并观察其微观结构,分析纤维种类对摩擦磨损性能的影响机制。结果表明:两种C/C复合材料弯曲性能均表现出假塑性断裂,且弯曲强度相近,弯曲强度分别为127 MPa(CF C/C复合材料)、113 MPa(OPF C/C复合材料);OPF C/C复合材料的层间剪切强度为13.4 MPa,较CF C/C复合材料的层间剪切强度(10.01 MPa)提高了30.26%;与炭纤维相比,采用预氧丝作为原材料更易获得粗糙层热解炭,并且预氧丝纤维的硬度较低,易磨合形成光滑的摩擦面,在不同的刹车条件下,以预氧丝为原料制备的C/C复合材料具有更稳定的摩擦系数和更低的线性磨损;当刹车压力为0.65 MPa,刹车速度为20~25 m/s时,OPF C/C复合材料的摩擦系数稳定在0.35附近,同时表现出良好的抗磨损性能,线性磨损为1.3~1.5μm/(面·次)。

关键词： 质子交换膜燃料电池   复合补强剂   垫片材料   力学性能  

摘要： 补强剂对质子交换膜燃料电池(PEMFC)垫片材料的力学性能至关重要。选用甲基乙烯基硅橡胶生胶作基础胶,以气相法SiO 2和纳米CaCO 3作复合补强剂制备硅橡胶垫片材料。通过改变补强体系中m(SiO 2)∶m(CaCO 3),研究SiO 2/CaCO 3复合补强剂对PEMFC垫片材料力学性能的影响。实验结果表明:在CaCO 3质量相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(SiO 2)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度升高,但压缩永久变形和压缩应力松弛随之增大;在m(SiO 2)相同且羟基硅油质量随补强剂总质量等比例变化的条件下,随着m(CaCO 3)的增加,垫片材料的拉伸强度和硬度降低,而压缩永久变形和压缩应力松弛随之减小。当m(SiO 2)∶m(CaCO 3)为30∶10时,垫片材料的拉伸强度达到4.93 MPa,压缩永久变形为5.3%(25℃、72 h),压缩应力松弛为7.4%(25℃、24 h),此时垫片材料的拉伸强度、硬度、压缩永久变形和应力松弛等综合力学性能相对较好。

关键词： 课堂引入   教学设计   教学实践  

摘要： 在材料力学教学中,如何进行课堂引入,提高学生积极性一直教学的难点。在分析材料力学教学特点和难点的基础上,提出了材料力学课堂引入的教学设计,最后将该设计思想应用于教学实践,取得了较好的反响。

关键词： 芳纶纤维   表面改性   力学性能  

摘要： 为增强芳纶纤维与树脂基体的界面粘结力,采用LiCl乙醇溶液与KH560乙醇溶液对芳纶纤维进行改性,对改性前后的芳纶纤维表面的微观形貌、接触角、单纱强力、H试样抽拔及复合材料的拉伸性能进行测试分析。结果表明,改性后纤维表面粗糙度增加,与未改性试样相比,接触角减小38.16%,抽出力增大43.55%,其复合材料拉伸强力增加54.26%,有效地提升了力纤维与树脂间的界面粘结力。

关键词： 材料力学   移动载荷   实验设计   理论分析  

摘要： 为适应工程教育认证体系建设和材料力学创新实验改革,将现有受固定载荷作用的纯弯曲梁实验设备拓展为两处受移动载荷作用的横向力四点弯曲梁实验设备,则可在一台设备上同时进行纯弯曲和横力弯曲实验,且可任意改变载荷加载位置。推导出了任意载荷位置下弯曲梁的弹性力学解析解,并通过ABAQUS数值模拟和实验对理论解进行了验证,实验结果、数值模拟结果与理论解析解结果吻合良好。该实验设计丰富了传统纯弯曲梁的实验形式,在加深学生对理论知识理解的同时,可进一步提高学生的自主设计和改造实验的能力。

关键词： 虚拟仿真实验系统   材料力学实验   虚拟现实技术   Unity   3D  

摘要： 提出开发一个桌面型的简易材料力学课程虚拟仿真实验系统,以拓展实验教学内容的广度和深度、延伸实验教学时间和空间、提升实验教学质量和水平、降低实验材料的消耗,从而保证每个学生都能充分熟悉和掌握实验过程和操作。该系统采用Unity 3D作为虚拟仿真系统的开发平台,利用SolidWorks对实验设备进行了三维建模,使用C#脚本语言编程和UGUI界面设计完成了整个虚拟系统的设计和搭建,并进行了系统测试。最后在实际的教学中进行了应用,取得了较好的效果。

关键词： 微课   项目化   材料力学性能实验   教学改革  

摘要： 针对材料力学性能实验课程教学中存在的问题,提出教学内容以实验项目为对象,通过建设实验教学微视频、多媒体动画、测试方法国家标准等微课资源库,有效提高学生的创新能力和教学效果。

关键词： 聚对苯二甲酸丁二酯   可膨胀微球   注塑工艺   力学性能  

摘要： 利用可膨胀微球注塑发泡方法制备了玻纤增强PBT/微球发泡材料,考察了不同注塑工艺对玻纤增强PBT/微球发泡材料力学性能的影响。结果表明,料筒温度、注塑压力与保压时间的提高有利于微球发泡从而降低玻纤增强PBT/微球发泡材料的密度,但料筒温度升高会使拉伸比强度值与弯曲比强度值呈先升高再下降的趋势;注塑压力增加会使拉伸比强度值先下降再上升,弯曲比强度值波动上升;保压时间增加会使拉伸比强度值与弯曲比强度值均呈上升趋势。增加背压会使玻纤增强PBT/微球发泡材料密度上升,拉伸比强度值在背压为0时最大,呈波动下降趋势,弯曲比强度值则先下降再上升。螺杆转速增加会导致玻纤增强PBT/微球发泡材料的密度先减小后增大,比强度值先增大后减小。玻纤增强PBT/微球发泡材料成型最佳工艺参数为料筒温度240℃,注塑压力1.0 MPa,背压0 MPa,保压时间5 s,螺杆转速25 r/min,发泡材料的密度为1.3472 g/cm3,减重10.78%,拉伸比强度提高6.14%,弯曲比强度增加9.74%。

关键词： 动手动脑能力   课程思政   思政教育   材料力学实验   工程科技人才   实验课时   工程技术   材料实验  

摘要： 随着新一轮科技变革的推进,社会需要更多工程科技类人才,因此,对人才培养的要求也变得更加严苛。材料力学是工科院校重要的基础课程,其实践性强,技术要求高,是构筑工程技术的根本。近年来,为了适应教育改革,加强培养学生的动手动脑能力,材料力学理论课时普遍减少,实验课时逐渐增加,有助于提高学生的实验技能与实践能力。思政实践教学模式是将传统的思政理论课程与思政实践教学有效结合,使思政教育更有活力。思政实践教学模式的优点在于通过开办有效的实践活动,促进学生充分理解及应用理论知识。同时,锻炼学生的实践能力,提高学生的学习积极性,提升教学效果。新工科背景下,对工程科技人才的更高要求促使高校积极探索材料实验课程的新教学模式,并试图从思政实践教学模式中获得启发与借鉴。由郭玉霞和马文华主编,北京理工大学出版社于2017年出版的《材料力学实验教程》一书,逻辑严谨,论述清晰,能为探索新工科背景下材料实验课程思政实践教学模式提供较强的参考价值。

关键词： 碳纤维复合材料   力学性能   试样   加工  

摘要： 为提高碳纤维复合材料力学性能试样的加工质量和效率,降低加工成本,采用磨削加工工艺,并研发了相关装备。分析了所采用的磨削加工工艺原理,介绍了加工装备的结构,并给出了工艺路线、加工工具及加工参数。通过加工试验确认,与铣削加工相比,磨削加工碳纤维复合材料力学性能试样在加工精度、表面质量等方面均具有优势,一次性投入降低90%,刀具成本降低2/3。可见,磨削加工是一种经济高效的加工工艺,适用于碳纤维复合材料力学性能试样加工。