教学课程资源库 更多>>

关键词： 结构设计   耐压壳体   数字化仿真计算   材料力学  

摘要： 本文创新性地提出耐压壳体机械结构参数化设计的通用方法。通过Ansys软件提供的APDL语言,完成机械结构的参数化自动仿真任务,有效缩减了工程师的机械设计周期。同时,针对耐压壳体基本的使用工况,本文基于力学理论分析方法,提出耐压壳体的通用结构设计方法和需要关注的关键设计指标。

关键词： 虚拟仿真技术   工科   《材料力学》课程  

摘要： 为提升虚拟仿真技术在工科《材料力学》课程教学中的应用效果,引入定制化虚拟仿真教学模块、完善交互式虚拟仿真教学平台,以及开展综合性虚拟仿真实践教学,针对课程的特点和学生的学习需求,本文设计了直观、易操作的虚拟实验环境,并结合工程实例进行实践教学。通过对比研究,比较虚拟仿真教学模块与传统教学方法在学生学习成绩上的差异。虚拟仿真教学模块的班级在总成绩上略高于传统教学方法的班级,但在与内力计算和绘图相关的分数上,前者平均分明显高于后者,特别是在内力计算方面,平均分高出12分。此外,虚拟仿真实验还帮助学生更好地理解和应用应变电测法、应力与内力关系等知识点,成绩提升率分别达到了20%和22%。对于难度较大的超静定桁架破坏识别实验,创新班学生的平均成绩也分别达到了92分和95分,成绩提升率高达30%和35%。因此,虚拟仿真技术应成为工科《材料力学》课程教学改革的重要手段之一,以进一步优化课程与实验相结合的教学体系。

关键词： 工程教育   材料力学专业   专业认证   教学改革  

摘要： 基于工程教育专业认证“学生为中心、产出为导向、持续改进”的教育理念,以塔里木大学机械设计制造及其自动化材料力学课程为例,从课程目标、多元化教学模式、工程认证教学体系多方面,思考教学过程与考核结果中存在的共性问题,尝试提出解决方法和执行方案,以期在培养更高质量的工科人才的同时能够为课程教学改革提供参考。

关键词： 低压电缆   聚氯乙烯绝缘   微观结构   老化特征   力学性能  

摘要： 在变电站领域中,为更好地研究低压电缆聚氯乙烯绝缘老化对其材料力学性能的影响程度,文章在加速老化处理低压电缆样本的基础上,对聚氯乙烯绝缘老化特征、力学性能特征进行全面分析。分别制备4组低压电缆样本,其中,不对A组样本进行老化处理,将其设置为对照组,在剩下的3组样本上,分别进行加速老化试验。当加速老化试验结束后,分别运用扫描电子显微镜、红外光谱仪、卤素水分仪、力学拉伸仪,全面测试聚氯乙烯微观形貌和聚氯乙烯化学结构、聚氯乙烯含水量、聚氯乙烯绝缘力学性能参数。测试结果表明,经过加速老化后的3组样本,同时出现电力学老化现象、电化学老化现象,造成聚氯乙烯表现出越来越低的绝缘力学性能。随着老化时间不断延长,样本弹性模量下降速率呈现出先降低后上升的变化趋势,所以,在样本不同老化阶段中,电力学、电化学特点直接影响聚氯乙烯绝缘力学性能的变化趋势。

关键词： 材料力学   课程教学   课程评价   教学体系  

摘要： 新工科背景下,工科专业的培养目标和方式不断发生变革,高校肩负着培养高素质复合型新工科人才的使命,课程成为教学改革的重要落脚点。材料力学作为工科专业的基础课程,在培养创新型工程技术人才方面具有重要意义,其课程教学改革势在必行。教学团队分析了材料力学课程的教学现状,针对课程强理论性、逻辑性、工程实践性等特征,课程教学中存在的教学内容枯燥、推导过程抽象、评价体系生硬等问题,以OBE(Outcome Based Education)理念为基础,充分利用信息化资源优势,在课程教学内容、讲授方式、考核方式等方面进行了创新探索,提出了“Interest+Understand+Application”的创新教学体系(简称为“IUA”创新教学体系),旨在提升学生学习兴趣、深化学生内容理解、强化学生知识应用。东南大学土木交通大类专业对该教学体系进行了实践,包括引入工程案例、利用校内及在线资源丰富课堂形式、改进课程评价方式等。通过评估学生课堂满意度调查、学生知识掌握能力、学生课外实践成果等,证明了该教学体系改革成效显著。

关键词： 碳纤维   聚酰胺6   聚多巴胺   纳米四氧化三铁   界面性能  

摘要： 在碳纤维增强热塑性复合材料中,碳纤维(CF)与热塑性树脂基体间的界面强弱对其整体力学性能有巨大的影响。为改善CF与聚酰胺6(PA6)的界面性能,利用多巴胺(DA)的聚合与黏附特性,将纳米相四氧化三铁(Fe_(3)O_(4))引入到CF表面进行协同修饰,通过简单的浸渍共沉积,利用DA的氧化自聚合在CF表面构建聚多巴胺/纳米四氧化三铁(PDA/Fe_(3)O_(4))涂层。对CF改性前后表面微观结构与化学特性进行了表征,结果表明PDA/Fe_(3)O_(4)上浆剂能够显著提高CF表面的粗糙度与化学活性,加强纤维与树脂基体的机械啮合作用与化学相互作用。与未改性CF/PA6复合材料相比,制备得到的改性CF/PA6复合材料表现出优异的力学性能,其弯曲强度、层间剪切强度分别提高了30.8%和29.1%。

关键词： 材料力学   一流课程   教学探索  

摘要： 梳理了材料力学一流课程建设现状,分析了材料力学一流课程建设过程中存在的困境。基于一流课程建设要求,提出了精简教学内容、开展线上线下混合式教学、丰富教学模式、增设虚拟仿真实验和实践环节、引入课程思政和科研拓展等教学改革手段,为材料力学一流课程建设提供参考。

关键词： 角膜修复   天然高分子材料   组织工程   人工角膜   力学性能  

摘要： 由于盲人数量庞大、可供移植的捐赠角膜供不应求,人工角膜逐渐成为研究热点,但人工角膜常因力学性能不足而发生植片撕裂,为克服这一问题,国内外研究者开展了一系列研究工作尝试改善人工角膜的力学性能。文章针对胶原蛋白、明胶、丝素蛋白以及壳聚糖这4类常见的天然高分子基角膜修复材料的力学性能相关进展进行了总结。结果发现,通过光交联、热交联等物理方法,1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联、京尼平或戊二醛交联等化学方法以及其他复合方法都可以显著提升角膜材料的力学性能,但这些方法仍存在一些不足之处。因此,进一步开发高质量人工角膜至关重要,文章通过归纳总结希望能够为角膜修复材料的力学性能提升研究提供一些参考和思路。

关键词： 材料力学   电测法   创新实验教学   应变仪改造   电子秤  

摘要： 基于电测法的基本原理,结合材料力学中梁弯曲变形的理论知识,通过对静态应变仪参数的标定与校准,将静态应变仪改造成电子秤,从而实现对标定物重量的准确测量。该实验选择梁作为受力的载体,将应变片黏贴在梁上下表面,通过对灵敏系数的调整建立静态应变仪所测得的应变与标定物重量之间的关系。实验结果表明,改造后的静态应变仪作为电子秤使用时,能够准确测量出标定物的重量,实验数据的稳定性和重复性均得到了验证。实验将材料力学的理论知识与电测法相结合,拓宽了电测法在材料力学实验教学中的应用范围,也激发了学生的创新思维,具有研究性、综合性和创新性。

关键词： 环氧树脂   碳纤维   有机硅   钛酸酯偶联剂   力学性能  

摘要： 为了增韧纯环氧树脂基碳纤维复合材料,改善其力学性能,采用VARTM成型工艺制备有机硅改性碳纤维树脂基复合材料,使用傅里叶红外光谱仪、电子万能试验机、落锤式冲击试验机和SEM研究了改性后的环氧树脂官能团和化学键以及复合材料的拉伸、弯曲、冲击性能,并对其断口进行分析。结果表明:当有机硅质量分数为2%,钛酸酯偶联剂添加质量分数为0.4%时,复合材料的各项力学性能达到最佳,拉伸强度为751.55 MPa,提高了111.4%;弯曲强度为1023.64 MPa,相比未改性的复合材料提高了69.6%;冲击韧性为88.51 kJ·m^(-2),比纯环氧树脂碳纤维复合材料提高了61.3%。