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关键词： 《营造法式》   材料力学   教学案例   教学改革   思政元素  

摘要： 《营造法式》是我国北宋时期编纂成书的建筑学巨著,全书共三十六卷、三百五十七篇、三千五百五十五条,详细论述了房屋建筑的设计、备材、施工、画作、管理等内容。该文归纳总结了书中的经典案例,可作为力学类课程梁的弯曲问题、稳定性问题、摩擦等重要内容的教学案例进行讲授,案例思政特色鲜明,可自然融入课程思政教学全过程。该研究对于丰富理论力学、材料力学、结构力学等力学类课程教学案例及提升教学效果具有重要意义。

关键词： 材料力学性能   教学改革   教学理念   教学方法   教学质量  

摘要： 文章以江苏科技大学材料科学与工程学院为例,探讨了材料力学性能课程的教学改革探索。作为金属材料工程专业本科生的核心基础课程,其教学质量直接影响学生工程实践能力和创新精神的培养。在工程教育专业认证的指导下,针对当前教学现状,结合金属材料工程专业的独特性和传统教学方法的局限性,对教学理念、教学内容及教学方法等方面提出了一系列改进措施,期望能够为金属材料工程专业材料力学性能课程的教学提供有益的借鉴和参考,推动教学质量的全面提升,进而培养出更多具备扎实理论基础和卓越工程实践能力的优秀人才。

关键词： 氧化石墨烯   水泥基材料   力学性能   微观结构   分子动力学模拟  

摘要： 通过力学性能试验及扫描电镜(SEM)、 X射线衍射(XRD)等测试手段研究氧化石墨烯(GO)对水泥基材料力学性能及微观结构的影响。结果表明:相对于空白试样,掺量为0.02%的GO能够明显提高水泥净浆试块早期的抗压、抗折强度;同时,GO的掺入改变了氢氧化钙(CH)晶体的聚集状态,细化了CH晶体尺寸,使水泥石结构更加致密。为了从原子/分子层面探究GO对水泥水化反应的影响机理,采用分子动力学模拟软件Materials Studio(MS)模拟水泥水化产物CH在GO表面的移动和聚集状态,以及掺入GO前后CH力学性能的变化。模拟结果显示:随着水化反应的进行,钙离子与氢氧根离子向着亲水含氧基团位点处移动,逐渐聚集在GO分子周围,加速CH晶体的形成;掺入GO后,CH微观结构模型的杨氏模量相比未掺入GO的模型提高了26.9%,说明GO能够有效提升CH水化产物的力学性能。模拟结果与力学和微观性能试验结果具有较高的吻合度。

关键词： 工程教育认证   OBE   材料力学   土木类   教学改革  

摘要： 本文分析了工程教育认证下普通高等院校土木类《材料力学》课程教学中存在的问题,提出了工程教育认证下基于OBE的土木类《材料力学》课程教学改革方案。强调建设多元化教学资源库的重要性,建议基于土木工程案例教学、3模块和3层次的仿真实验教学以及构建多元化课程考核方式三个方面改进教学设计。

关键词： AD180高碳半钢   电流处理   力学性能   断口截面分析   微观表征  

摘要： 为分析电流处理对轧辊材料的影响规律,通过改变电流密度和处理时间来调整AD180高碳半钢的微观组织和力学性能。使用万能拉伸试验机对电流处理后的试样进行单轴拉伸实验,并对试样进行SEM断口截面分析和EBSD微观表征,研究其力学性能和微观组织的变化规律。拉伸结果表明,在电流密度11.88 A·mm-2、通电5 min时,试样的综合性能最好,屈服强度提高6.5%,抗拉强度提高12.1%,伸长率提高了25.4%。通过断口截面分析发现,拉伸试样均为脆性断裂,未通电试样存在大量孔洞缺陷,而合适的电流密度和通电时间可以促进试样内部孔洞缺陷的“愈合”,其中,电流密度为11.88 A·mm^(-2)、通电5 min时,试样断口上的缺陷最少。EBSD微观表征结果表明,脉冲电流使试样在较低温度下发生了再结晶,细化了晶粒。由此可见,脉冲电流可以改善试样内部的组织结构和治愈微缺陷,提高其综合力学性能。

关键词： 碱激发   矿渣   氢氧化钙   抗压强度   凝结时间  

摘要： 为进一步增强矿渣碱激发材料力学性能,扩大其在工程中的应用范围,通过在矿渣中掺入不同比例的氢氧化钙进行增钙改性,研究对碱激发试件抗压强度的增强效果与凝结规律的影响。通过XRD与SEM微观分析,探究碱激发试件的矿物晶体组成与微观结构特征,并深入探讨增钙增强的作用机理。结果表明,氢氧化钙的掺入显著提高了碱激发试件的抗压强度,明显缩短了初凝与终凝时间。随着氢氧化钙掺量的增加,试件的抗压强度呈先提升后降低的趋势,10%掺量的改善效果最佳。因为活性钙参与聚合反应,致使水化产物生成量显著提升。然而氢氧化钙掺入过量时,矿渣掺量随之降低,引起活性硅与铝含量降低,水化产物的生成量减少,导致抗压强度下降。

关键词： 材料力学   专思创   思政教育   创新创业教育  

摘要： 针对新时代高校教育如何将专业课教学与思政教育、创新创业教育有效融合,从而培养具有过硬思想素质的创新型高端人才的问题,本文以《材料力学》课程为例,从教学目标、教学方法、教学内容及教学评价等多方面着手,探索构建专思创三融合的课程教学体系,将传授知识概念、发展思维理念与培养实践能力紧密结合,塑造新时代高素质人才,构建高校教育“三全育人”大格局。

关键词： 材料力学   复合推进剂   细观损伤   计算机模拟   数值仿真  

摘要： 复合固体推进剂是一种以黏合剂体系为连续相,固体颗粒为分散相的高固体颗粒填充比例的复合含能材料,其宏观尺度力学行为强烈依赖于其细观尺度的三维结构。从推进剂细观力学行为角度综述了复合推进剂细观结构的界面特性和复合推进剂细观结构模型,数值分析了复合推进剂细观损伤演化,通过试验验证了推进剂细观损伤与宏观力学性能的相关性,指出了推进剂宏观性能的微细观结构影响机制,分析了目前标准的现状。为高颗粒填充高能固体推进剂的构效关系及配方设计与创制和复合推进剂标准建设提供重要参考。

关键词： 碱激发   胶凝材料   抗压强度   影响程度分析   多元非线性回归  

摘要： 为解决多因素共同作用下单个控制因素对碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料力学性能的影响显著性问题,本文研究了粉煤灰掺量、水胶比、碱掺量和碳酸钠掺量对碱激发矿渣-粉煤灰胶凝材料抗压强度的影响,并利用灰色关联分析和基于正交试验设计的单变量方差分析、极差分析评价上述因素对力学性能的影响程度。结果表明:在NaOH/Na_(2)SiO_(3)激发矿渣-粉煤灰胶凝材料体系中,粉煤灰掺量对抗压强度起主要影响作用;此外,建立了粉煤灰掺量、水胶比、碱掺量、碳酸钠掺量与抗压强度之间的预测公式,预测结果与试验结果相对误差基本控制在±10%以内。

关键词： 热塑性聚合物   注塑成型   短纤维增强复合材料   纤维取向   力学性能  

摘要： 短纤维增强聚合物基复合材料(Short fiber reinforced polymer composites,SFRPC)具有复杂的细观结构,掌握纤维取向分布(Fiber orientation distribution,FOD)规律是短纤维复合材料力学建模的前提。然而,由于纤维取向统计需要收集大量的纤维信息,通过传统手动标注读取显微图像的方式人工成本高且耗时长,统计效率与精度均难以保证。本文利用图像分析算法捕获纤维截面几何特征,发展了相应的纤维取向分布图像处理技术,实现了FOD信息的快速统计。探究了图像分析算法中关键参数的合理取值范围,并针对挤出注塑成型工艺制备的短玻纤增强和短碳纤增强聚醚酰亚胺复合材料(SGF/PEI和SCF/PEI)进行微观结构表征,将统计的纤维状态信息传递至类层合板(Laminate analogy approach,LAA)与Fu-Lauke模型框架,进而预测了不同体积分数下两种复合材料的模量与强度,预测结果与有限元模拟结果、拉伸试验测试结果均吻合良好。本文将纤维取向分布图像处理技术与复合材料力学性能预测方法相结合,有助于更高效准确地理解短纤维增强复合材料的构效关系,对于复合材料结构设计具有较高的指导作用。