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关键词： 超材料   神经网络   力学性能   预测  

摘要： 超材料是具有特殊机械性能的工程结构材料,可以通过设计单胞结构,定制超材料的力学性能。提出一种基于多保真度神经网络的超材料力学性能预测方法,采用拉丁超立方采样与物理试验、有限元分析等方法,构建包含两个保真度数据集的初始数据库。基于低保真度数据集,训练获得低保真度神经网络。冻结低保真度神经网络的通用特征层,对特定特征层基于高保真度数据集进行重训练,获得多保真度神经网络。将待预测结构件作为多保真度神经网络的输入,多保真度神经网络的输出即为预测得到的超材料力学性能。研究表明,所提出的方法预测精度与效率显著优于传统方法,为超材料的优化设计奠定了基础。

关键词： 三维编织   层间混杂   复合材料   力学性能  

摘要： 为研究层间混杂碳纤维三维编织/单向(3D/UD)织物增强环氧树脂复合材料的力学性能,采用真空辅助树脂传递模塑(VARTM)成型工艺制备混杂复合材料层合板,通过试验研究分析了不同混杂比、铺层角度以及铺层顺序对混杂复合材料静、动态力学性能的影响。结果表明,单向碳纤维的加入显著提高了混杂复合材料的层间静态力学性能,其层间剪切性能随织物铺层分散性的增加而提升。而随着UD织物铺层比例的增加,混杂复合材料的弯曲性能和储能模量先升高后降低,压缩性能则不断下降。单向碳纤维的铺层角度对混杂复合材料力学性能的影响也较大,0°单向铺层混杂复合材料的静、动态力学性能均优于30°单向铺层混杂复合材料;在相同混杂比下,铺层顺序的不同对混杂复合材料的力学性能也有较大影响,0°单向铺层的三明治结构U6/3D/U6,其弯曲强度和弯曲弹性模量最高,分别为1210 MPa和117 GPa。此外,混杂复合材料3D编织层的失效以丝束与树脂的界面破坏为主,而单向层的失效以纤维断裂和分层破坏为主,不同的失效形式导致了混杂复合材料力学性能的差异。

关键词： 材料力学   梁受力分析   教学方法  

摘要： 梁构件的受力分析是材料力学教学当中的重要内容,完整并透彻掌握不同类型梁构件在不同外力、支撑方式下的剪力、弯矩分布是后续梁截面应力、挠度以及强度等核心教学内容的基础。现阶段梁剪力、弯矩的教学主要采用固定例题讲解的方式,缺乏互动性及多样性,制约了材料力学的教学效果。采用MATLAB梁受力分析工具箱实时演示不同截面形状、尺寸梁构件在不同支撑条件、载荷下的剪力弯矩分布及变化,极大地拓宽了授课方式的多样性与交互性,提高了材料力学的教学效率与效果,促进了学生学习的积极性,满足了学生课后自主探索的需求,值得推广使用。

关键词： 颗粒增强   镍基复合材料   力学性能  

摘要： 镍基复合材料具有优异的力学性能、热稳定性和耐腐蚀性,在恶劣服役环境下,有限的硬度、强度、抗蠕变性能制约了其进一步应用,而添加硬质陶瓷颗粒可以显著改善其性能。综述了不同陶瓷颗粒增强镍基复合材料的最新研究进展,以及各种增强颗粒对复合材料力学性能的影响,并对其发展前景进行展望。

关键词： 材料力学   聚叠氮缩水甘油醚   GAP   热塑性弹性体   氢键行为   高分子物理共混   高低温力学性能  

摘要： 为了改善GAP热塑性弹性体的力学性能,采用了DSC、低场核磁测试、静态力学测试和动态力学测试的方法对两种异氰酸酯固化的弹性体共混体系的氢键行为和力学性能进行分析,建立微观结构与宏观性能的关系。结果表明,由于分子结构原因,HMDI固化的GAP热塑性弹性体和IPDI固化的弹性体显示出不同的氢键行为和力学性能,通过物理共混得到了兼具抗拉强度及断裂延伸率的弹性体,50℃下抗拉强度高于1.5MPa,-40℃下延伸率不低于300%,相较于纯HMDI固化的弹性体,低温延伸率提升了约150%,IPDI固化的弹性体高温抗拉强度提升了约1.4MPa,说明通过共混可得到性能更为均衡的含能热塑性弹性体。

关键词： 材料力学   设计性实验   教学改革  

摘要： 针对传统材料力学验证性实验封闭,以教师设计及讲授实验为主等问题,进行了实验教学改革。通过学生自主探索标准试件外不同尺寸、类型试件力学性能的设计性实验过程,增强学生对传统及现代材料力学性能的认识。通过开设金属材料力学设计性实验,由学生自主设计实验方案、选择对比试件、通过控制变量法设计实验过程、预测实验结果并对实验结果做出分析报告,更新材料力学实验教学内容、方式,将学生由实验中的被动操作地位转为主动设计地位。使学生了解科研工作内容与基础方法,提高学生实践能力、综合处理能力和小组协调能力。

关键词： 碱激发   硅酸钠   矿渣   抗压强度   初凝   终凝  

摘要： 为了进一步增强碱激发材料的力学性能,掌握碱激发材料的凝结规律,通过掺入不同种类与掺量硅酸钠进行增硅改性,增强矿渣碱激发材料反应活性,定期观测试件的力学性能并分析凝结规律,同时结合微观分析手段深入剖析硅酸钠的增硅增强机理。结果表明,固态与液态硅酸钠均能够显著提高试件的抗压强度,明显缩短初凝与终凝时间。随固态硅酸钠掺量的提升,试件抗压强度呈先上升后下降趋势,固态硅酸钠在试件内大量结晶是导致抗压强度下降的主要原因。随液态硅酸钠掺量的提升,试件抗压强度呈先显著上升后趋于平稳的趋势,这说明其增强作用具有最大限值,液态硅酸钠的激发效果明显优于固态。

关键词： 材料力学   分子动力学   课程教学  

摘要： 文章探讨了分子动力学模拟技术在材料力学课程教学中的应用,如利用分子动力学方法开展单层石墨烯拉伸模拟,不同应变速率条件下,金属钛的拉伸模拟以及不同缺陷率对石墨烯的拉伸应力―应变曲线影响等应用。实践证明,使用分子动力学模拟技术可以明显提升学生对材料力学知识的理解和掌握,提升学生的学习兴趣,同时改善教学效果。

关键词： T800级碳纤维   界面   表面活性   力学性能  

摘要： 研究了两种国产T800级碳纤维界面状态及复合材料力学性能,结果表明,与B类纤维相比,A类纤维表面形貌粗糙度高约23%、O/C含量高约7.4%、活性C含量高约20%,微观剪切强度高约10%,A类纤维增强的复合材料冲击后压缩强度比B类纤维高约8%。A类纤维与树脂形成更好的化学与物理结合,界面结合作用较好。

关键词： 材料力学   思政元素   教学建设  

摘要： 《材料力学》是机械类专业的学科基础课,在专业教学中具有重要的位置。课程思政要融入高校的课堂教学建设,并贯穿于整个教学过程。教师的具有较高的思政水平是保证思政教学的前提。如何将思政元素与课程教学的各个环节有机地结合是保证高校课程思政教育的根本。通过改革教学内容和考核模式,将思政元素融入到课程教学中,在保障专业教育的同时,激发学生的爱国热情、增强学生的民族自豪感。