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关键词： 课程思政   工程实践能力   同步提升   课程建设与改革  

摘要： 遴选工程案例,提炼具有震撼效应、渗透效应和可持续效应的思政要素,构建溶剂(案例)-溶质(知识要素)-催化剂(思政要素)相对平衡关系,形成专业课程和思政课程的“同频共振”。丰富教学素材,改进教学环节,还原案例中蕴含的知识要素。结合国家重大需求,通过反向设计,建立课程理论和工程应用之间的映射关系,培养工程思维、科学思维和系统思维意识,提升分析问题和解决问题能力。思政和工程实践能力同步提升,培养具有爱国情怀、堪负大任的专业人才。

关键词： 工程教育   专业基础课   教学实践   培养目标  

摘要： 结合《工程教育认证标准》及专业基础课程教学现状,以材料力学课程为例,从构建逻辑主线的教学思想、结合工程实际的案例教学和根植人文情怀的引导教学三方面开展课程教学实践研究。以期在教学活动中将知识传授、能力培养和价值塑造有机融合,达成课程本身对工程人才的培养目标。

关键词： 水泥基复合材料   物化性质   废弃陶瓷   力学性能   机制  

摘要： 废弃陶瓷作为一种固体废弃物,质地坚硬,主要化学组成为SiO_(2)和Al_(2)O_(3)。这些特点使废弃陶瓷经简单的物理处理后具有部分替代天然砂石骨料和作为掺合料的潜力。将废弃陶瓷应用于水泥基复合材料的生产中,可缓解天然砂石过度开采、水泥生产过程的高能耗与污染及废弃陶瓷堆积所造成环境污染等问题。本文首先分析了各类废弃陶瓷的物理化学性质;而后从废弃陶瓷在水泥基复合材料中的不同应用形式方面入手,综合评述了废弃陶瓷粗、细骨料及废弃陶瓷粉对水泥基复合材料基本力学性能影响,揭示了废弃陶瓷对水泥基复合材料力学性能的影响机制;最后,讨论并给出了废弃陶瓷在水泥基复合材料中,尤其在绿色超高性能混凝土和高力学保持性能的耐高温混凝土,进一步应用和研究的建议。

关键词： 新工科   材料力学   “金课”   教学  

摘要： 在新工科背景下,材料力学“金课”建设显得尤为重要,也是工程类中的一门重要的基础课程。分析现阶段材料力学课程“金课”建设仍面临诸多挑战,需要进一步深化改革,以提升教学质量。本文通过教学思考与探索,探讨了在新工科背景下材料力学“金课”建设的共性问题和有效方法。以课程内容的优化与更新、教学手段的多样化与创新、学习环境的改善与升级等方面的努力,提出材料力学课程在新工科背景下“金课”的建设策略,为材料力学课程建设提供有效的参考,促使学生实现创新与实践的能力全面提升。

关键词： 口腔医学   聚甲基丙烯酸甲酯   基托树脂   脆性材料   复合树脂   口腔修复   陶瓷材料   水门汀  

摘要： 脆性材料是指在外力作用下(如拉伸、弯曲等)仅产生很小的塑性变形就发生破坏断裂的材料。口腔医学研究和应用的脆性材料主要有各种无机水门汀、复合树脂、聚甲基丙烯酸甲酯基托树脂、各种修复陶瓷材料和植入陶瓷材料[1]。近年来随着陶瓷材料在口腔修复中应用的增加,对陶瓷这种典型的脆性材料的研究也越来越多。

关键词： 短切玄武岩纤维   水泥基复合材料   强度   纤维掺量   力学性能  

摘要： 为研究短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料的力学性能,设计并完成了84个抗压试件,72个抗折试件以及140个抗拉试件的基础性能试验,研究了水灰比、纤维掺量、纤维长度以及表面耐碱涂层处理对短切玄武岩纤维增强水泥基复合材料基础力学性能的影响。结果表明:短切玄武岩纤维掺入可以有效提升水泥基复合材料韧性,将抗折和抗拉下的脆性断裂破坏改善为延性裂纹扩展破坏。复合材料抗压强度随短切玄武岩纤维掺量增大和长度降低而降低,纤维长度12 mm且体积掺量2%的试验组28 d抗压强度下降了28.8%;此外短切玄武岩纤维掺入可以显著提升水泥基复合材料的抗折强度以及抗拉强度,纤维长度较小时低掺量对复合材料抗折强度和抗拉强度提升更显著,纤维长度较大时则高掺量更显著,掺入2%体积掺量的12 mm纤维和0.5%体积掺量的6 mm纤维的28 d复合材料抗折强度分别提升了97.6%和41.4%、抗拉强度分别提升了200.7%和230%。

关键词： 3D打印   碳纤维   热塑性聚氨酯   力学性能   微波处理   协同效应  

摘要： 为研究“碳纤维-石墨烯”(carbon fiber-graphene,CF-G)增强热塑性聚氨酯(TPU)复合材料3D打印试件的力学性能以及微波后处理的影响,通过螺杆挤出工艺制备了CF-G增强TPU(G+CF/TPU)复合材料线材,然后采用熔融沉积成型技术和微波后处理工艺,制备了G+CF/TPU复合材料3D打印试件。研究表明,CF-G异质结构能够协同提高TPU复合材料的力学性能,特别是采用新型微波后处理工艺后,G+CF/TPU试件的拉伸强度和韧性得到进一步提高。其原因是CF-G异质结构与微波的协同作用促进了增强相与基体之间的界面黏结,减少了3D打印过程中点、层和道之间的内部缺陷。研究结果对于探索3D打印材料的力学性能强化和后处理工艺优化具有积极的意义。

关键词： 弹性成像技术   组织工程软骨   光学相干   径向应变   应变张量   生物软组织   体模   扫描成像  

摘要： 目的现有光学相干弹性成像(optical coherence elastography,OCE)技术局限于一维或二维变形的测量。本文旨在开发用于定量测量生物软组织或软材料位移和应变等三维力学性能的OCE技术。方法开发了数字体图像相关(DVC)-OCE技术,采用逆向组合-高斯牛顿(IC-GN)算法,实现生物组织在压缩或拉伸过程中的亚像素级三维位移分布的精确测量,并由此计算出被测区域的应变张量分布。为了应对导管扫描成像中血管壁全场变形测量的挑战,进一步提出了结合相关法和相位分析法的创新方法。这种方法能够有效解决光纤导管不均匀旋转和抖动等问题,从而获得血管壁全场径向应变分布图像。结果根据不同种类试件的测试需求,搭建了适应于压缩和拉伸实验的DVC-OCE系统,以及方便对血管等管状试件测量的液压驱动的循环系统模拟装置和导管扫描OCE系统。通过对用硅胶等材料制作的生物组织体模的压缩实验和血管体模的膨胀实验,验证了方法的准确性。并且测量获得了猪肉、组织工程软骨支架和猪血管等样本受特定载荷时的多维位移和应变图像。结论DVC-OCE和血管OCE方法能够有效地解决三维全场应变分布的精确测量问题,为生物组织或生物材料的力学特性测量和分析提供了一种新的实验技术手段。

关键词： 短切碳纤维   分散性   表面氧化   石膏基复合材料   力学性能  

摘要： 采用H_(2)O_(2)和NaClO对短切碳纤维进行表面氧化处理,并采用PCE、HPMC以及超声对其进行分散处理,制备短切碳纤维增强石膏基复合材料,并对其力学性能进行研究。结果表明:经过氧化处理后,短切碳纤维表面亲水含氧官能团羟基和羰基含量增多,表面粗糙度增大;氧化处理后的短切碳纤维在PCE溶液中分散效果最好;短切碳纤维的加入有效提高石膏硬化体的抗压强度,当掺1%采用PCE分散处理的6 mm短切碳纤维时,石膏硬化体强度最高,较未掺时提高72.4%,这是由于PCE在短切碳纤维表面的吸附性和PCE与石膏颗粒反应形成的空间位阻效应双重作用提高了短切碳纤维在石膏浆体中的分散性,进而提高了短切碳纤维增强石膏基复合材料的抗压强度。

关键词： 差异化教学   工程教育认证   OBE   材料力学   教学改革  

摘要： 该文分析工程教育认证下普通高等院校材料力学课程教学中存在的问题,基于差异化教学体系提出与材料力学课程相适应的教学改革方案。建议通过教学目标、过程和考核差异化特点建立材料力学课程差异化教学体系。基于课前、课中和课后,提出相应的差异化教学方法,提出3模块和3层次的差异化仿真实验教学方案,构建差异化课程考核方法。