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关键词： 快速热压   WC复合材料   NiCu合金   韧性  

摘要： 开发了一种新型NiCu合金，并将其作为WC复合材料的粘结相。通过快速热压技术制备了铸造WC含量为55%～65%(质量分数)的复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散X射线光谱仪(EDS)和透射电子显微镜(TEM)对复合材料的微观结构进行了表征。结果表明，铸造WC颗粒在NiCu基体中分布均匀，且WC与NiCu合金之间的界面清晰，未形成附加相。力学性能测试结果显示，随着铸造WC颗粒含量的增加，复合材料的硬度变化幅度较小，横向断裂强度(TRS)和断裂韧性呈现出相似的下降趋势，而冲击韧性则呈现出先增加后下降的趋势。NiCu合金基体在提升复合材料断裂韧性方面起到了关键作用；而在高应变速率下，NiCu基体的应变速率硬化效应以及高WC含量引起的密度降低共同导致了冲击韧性的下降。

关键词： 材料力学   数值模拟技术   SolidWorks   教学实践  

摘要： 材料力学是机械工程领域的一门重要课程。将数值模拟技术应用于课堂教学，既能加深学生对基本概念的理解，也有助于提高学生分析和解决问题的能力。以应力集中概念教学为例，运用SolidWorks软件进行结构建模、载荷模拟与数据输出，将抽象的力学概念转化为直观的云图呈现给学生。实践证明，数值模拟技术的应用能够有效提升学生学习的积极性。

关键词： 高延性水泥基材料   机制砂   纤维   数字图像处理   裂缝   增强机理   破坏模式  

摘要： 为研究不同纤维对高延性水泥基材料（ECC）的增强机制，采用工程原状机制砂和三种纤维(聚乙烯醇（PVA）、聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE）)制备了ECC,研究对比了PVA纤维、PP纤维和PE纤维制备的ECC与基体的力学性能和微观结构，并通过数字图像处理技术表征了ECC弯曲裂缝分布形态变化规律。结果表明：掺入纤维使基体抗压强度降低，PE纤维降低幅度最小，采用PE纤维制备的ECC（E-PE）28 d抗压强度为52.5 MPa。在抗弯性能中，ECC的抗弯韧性和极限挠度相较于基体有所提升，E-PE的抗弯性能最优，其峰值荷载和极限挠度分别为5.51 kN和3.40 mm。随着抗弯挠度的增加，ECC的弯曲裂缝长度和裂缝面积均不同程度增加，E-PE在挠度为3.0 mm时裂缝面积仅为40.455 9 mm2。不同纤维的弯曲破坏机制不同，PVA和PP纤维为脱黏拔出破坏，试件表现为单裂纹韧性破坏；PE纤维则是拔出与断裂同时存在，试件表现为多点开裂的破坏模式。

关键词： 磷酸镁水泥   正交   无侧限抗压强度   抗折   微观分析   试验  

摘要： 磷酸镁水泥（MPC）是一类新型无机胶凝材料，其具有早期硬度大、凝固时间短、黏结性能较好等一系列显著特点。为进一步挖掘和优化其强度发展潜力，设计了9组不同配比的试验方案，采用三因素、三水平正交试验方法，进行相应的无侧限抗压、抗折强度试验，并对试验结果进行极差分析。在得到复合材料的最优配合比后，再通过物相分析（XRD）和扫描电镜（SEM）对其微观机制的演化规律进行分析。研究结果表明，影响基体强度的最主要因素是磷酸镁水泥基复合材料中的水胶比，其次是氧化镁掺量，最后是砂子堆积密度；选用氧化镁掺量0.3%，水胶比0.38，砂子堆积密度1.0 g/cm3作为影响MPC材料力学性能的主要因素；微观结果表明，基体内有Mg（OH）2和M-S-H等胶凝产物生成，此类产物黏结并填充了基体内部的孔隙，从而使结构变得更加致密。

关键词： 钢纤维复合材料   磷酸镁水泥   负温养护   抗压强度   劈拉强度  

摘要： 磷酸镁水泥（Magnesium Phosphate Cement，MPC）是一种具有快硬早强、体积稳定等优点的新型胶凝材料，已逐渐应用于结构修补加固领域。本文制备了磷酸镁水泥砂浆(Magnesium Phosphate Cement Mortar， MPCM)并通过纤维增韧的方式制备钢纤维增强磷酸镁水泥复合材料（Steel Fiber Reinforced Magnesium Phosphate Cement Composite， SFRMPCC），以养护温度（20℃、-15℃和-30℃）和养护龄期（6h、1d、3d、7d、14d和28d）为变量，通过立方体抗压和劈裂抗拉试验研究了负温养护下MPCM及SFRMPCC的强度发展规律。结果表明，即使在-30℃的负温养护条件下MPCM和SFRMPCC仍然能够正常硬化并在早龄期阶段获得较高强度。为进一步明确SFRMPCC在负温环境下的增强机理，通过变化试件的养护温度及测试温度，研究了不同养护制度及加载条件对SFRMPCC抗压强度的影响，并从微观层面分析了负温环境对SFRMPCC抗压强度的影响机理。

关键词： 陶瓷基复合材料   多尺度模型   高温热循环   力学性能   微观结构  

摘要： 鉴于立体织物增强陶瓷基复合材料独特的复杂微观结构特性，其应用于热防护材料时，对于高温热循环下的服役寿命预测面临着多重严峻挑战。本文通过多尺度模型并结合仿真分析与试验测试，进行了复合材料在1200℃热循环下微观损伤与力学性能的研究。所构建的多尺度模型描述了经纱和纬纱的编织方式、纤维的几何构型、基体中的孔隙分布情况。所使用的材料本构涵盖了基体的屈服阶段，并考虑了温度相关的循环硬化效应。仿真及试验结果表明，热循环导致的基体开裂和界面脱粘是微观损伤的主要原因，使得复合材料拉伸性能大幅下降。相比之下，弯曲和压缩性能受热循环影响较小。

关键词： 应用型人才   材料力学课程   教学改革  

摘要： 随着社会对创新型和应用型工程人才需求的增加,高等教育中的材料力学课程需要进行深刻的改革。传统的教学方法和内容已无法满足现代社会发展的需求,课程的改革迫在眉睫。引入新材料与科技知识、推行项目制教学,以及构建多元化评估体系,可以更好地培养学生的实践能力和创新思维。这一系列教学改革措施旨在提高学生在实际工程中的应用能力,促进高校工程教育与产业需求紧密结合,为培养适应未来挑战的高素质人才奠定基础。

关键词： 中国传统建筑文化   材料力学   课程教学   创新能力   跨学科综合素养  

摘要： 材料力学作为工程学科的重要课程,其教学创新对于学生的培养具有极为重要的意义。本文以中国传统建筑文化的特点与传承价值为闪光点,提升学生对材料力学知识的学习兴趣。基于现代材料力学课程的教学特点,探讨了将中国传统建筑文化应用至材料力学课程教学中的积极意义。通过将传统建筑文化融入材料力学课程教学,可以激发学生的学习兴趣,拓展他们的知识视野,提高他们的创新能力和跨学科综合素养。同时,本文还列举了将传统建筑文化融入材料力学课程教学的方式和方法,并提出了进一步推动传统建筑文化与材料力学课程教学相结合的合理建议。

关键词： 材料力学   翻转课堂   效果评价   对比实验  

摘要： 文章介绍了翻转课堂教学模式与传统教学模式的对比实验,并对实验中的学生数据进行分析,基于此对翻转课堂教学模式进行了效果评价,旨在探讨一种更具优势的教学模式,以适应多元学习需求,激发学生学习兴趣与提高获取知识的能力。

关键词： 碳纤维复合材料   燃油浸润   力学性能   液体敏感性  

摘要： 为研究燃油浸润对碳纤维增强复合材料力学性能的影响,本文选取三批次T800级碳纤维增强环氧树脂基复合材料进行了为期6个月的燃油浸润试验,对比了浸润前后材料在室温和82℃高温下的0°拉伸、0°压缩、90°拉伸、90°压缩、面内剪切和短梁剪切的力学性能。试验结果表明:燃油浸润6个月后试样吸油率仍在持续增加,没有达到饱和。由于燃油对复合材料纤维、基体和纤维/基体界面的不同影响,燃油浸润后复合材料0°拉伸强度略有提高,0°压缩、90°拉伸、90°压缩强度显著降低,剪切强度在室温下变化不大,而在高温下明显降低。