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关键词： 新材料发展   多元化考核   课程教学改革   实践性能力   阶梯式思维  

摘要： 当今材料科学处于一个日新月异的高速发展阶段。新工艺、新现象和新机制的不断涌现对于材料力学的传统理论框架和分析方法造成很大的挑战。因此,材料力学课程教学迫切需要契合新材料前沿发展趋势,做出及时合理的应对措施。针对当前课程教学存在的深层次问题,我们需要在课程内容、考核模式和教学方法等多个方面进行深入探讨和革新。旨在适应前沿科学发展要求,真正培养学生的层次感思维、创新性精神和实践性能力。同时也激励力学工作者保持积极开放的心态思考问题,避免僵化的培养模式。

关键词： 材料力学   DNAN基熔铸炸药   巴西试验   力学行为   损伤   数值模拟  

摘要： 为获取2，4-二硝基苯甲醚（DNAN）基熔铸炸药在动态拉伸条件下的力学性能及损伤特性，结合分离式霍普金森压杆（SHPB）加载技术开展动态巴西实验，获得了不同加载强度下DNAN基熔铸炸药的间接拉伸强度；通过高速摄影，获取了试样表面裂纹的萌生演化过程，并使用数字图像相关（DIC）技术得到了试样表面的位移场和应变场分布；借助扫描电镜（SEM）观察并分析了加载前后试样断面的损伤特征；建立了该炸药的黏弹性统计裂纹本构模型（Visco-SCRAM），对动态巴西试验展开数值模拟，得到了试样位移场、应变场、应力场和损伤度分布云图。结果表明：该炸药在130GPa/s、190GPa/s、340GPa/s应力率下的间接拉伸强度和失效应变分别为2.14MPa和6.11‰、2.96MPa和2.38‰、5.10MPa和1.64‰；间接拉伸加载下，试样断面发生了较多的界面脱黏，随加载强度增大HMX颗粒破坏模式由沿晶断裂向穿晶断裂转变；数值模拟与试验结果符合较好，建立的模型能有效描述炸药在间接拉伸条件下的动态力学行为和损伤破坏过程。

关键词： 连续纤维复合材料   3D打印   力学性能   工艺优化   工艺参数  

摘要： 连续纤维增强树脂基复合材料(CFRPCs)因其密度低、强度好等优异的性能，已在各行各业广泛应用，由于传统成型工艺造价高、生产周期长，因此出现了许多新型成型工艺，3D打印技术由于可成型复杂结构件、便捷、成型速度快等优势，在众多新型工艺中脱颖而出，其中熔融沉积型(FDM)3D打印工艺运用的最为广泛。本文基于FDM工艺，从材料、工艺、结构三方面系统总结了影响制件力学性能的因素及提高力学性能的方法；介绍了FDM工艺的常用树脂基体和增强纤维及其性能；介绍了打印工艺及预浸丝的制备工艺，重点分析打印工艺参数(纤维含量、打印温度、打印速度、打印层厚、打印间距)、打印后处理等对力学性能的影响机制，从宏观和微观的角度分析制件结构对力学性能的影响；总结出力学性能主要受到材料、工艺缺陷、纤维含量、纤维路径、界面性能及结构的影响；并对研究发展趋势进行了总结及展望。

关键词： 材料力学性能   金课建设   两性一度   教学改革   思政教育  

摘要： 《材料力学性能》作为材料成型及控制工程专业重要的学科基础课程,其主要内容涉及了材料在载荷、时间、环境等因素下的力学行为及影响机理。随着高校本科教育对教学质量提出更高的要求,传统的教学模式在培养学生创新能力、实践能力等方面表现乏力。本文以“金课”建设为导向,围绕“高阶性、创新性和挑战度”目标,深入分析了该课程的教学现状和建设思路,并通过优化课程定位与教学目标、改革教学内容与模式、挖掘并融入思政元素、创新考核体系等方式,对《材料力学性能》课程进行了全面改革,提高了学生的综合素质和专业能力。

关键词： 冲击问题   冲击动荷因数   结构阻尼   综合能力和创新思维  

摘要： 材料力学中引入假设简化冲击问题,易造成对工程实际冲击过程理解上的偏差,为提高课堂教学的创新性和挑战度,本文设计了钢球-弹簧冲击实验装置,通过实验研讨了冲击动荷因数的测量结果与教材能量法计算值的偏差,并运用单自由度阻尼系统的振动理论分析了结构阻尼对冲击动荷因数的影响,通过算例验证了增大阻尼可减小冲击动荷因数。实践表明,采用理论与实验相结合的教学法加深了学生对冲击过程的直观感受和完整理解,培养了学生解决复杂力学问题的综合能力和创新思维。

关键词： 新工科   材料力学   BOPPPS教学模型   研究性教学  

摘要： 在新工科背景下,从研究性思维和跨学科思维两个维度出发,进行材料力学案例库建设。同时,基于BOPPPS教学模型,构建材料力学研究性教学设计的一般流程,并将案例融入课程,引入和参与性学习环节。通过“案例式+讨论式”教学手段,提高学生课程参与度和学习积极性,并顺利达成了研究性教学目标。此次教学改革得到了学生较好的反馈,他们的专业逻辑思维、创新精神和学习能力得到了进一步强化。

关键词： 碱激发   胶凝材料   抗折强度   抗压强度  

摘要： 采用水泥、矿渣、粉煤灰、硅灰为原材料,以碱激发的形式制备多元固废胶凝材料,以固体水玻璃、固体Na OH、石膏、硫酸铝、氢氧化钙为激发剂,研究激发剂掺量对多元固废胶凝材料胶砂抗折、抗压强度的影响。结果表明:固体水玻璃最佳Na_(2)O掺量10%、模数1.00,胶凝材料的28 d抗折强度6.5 MPa、抗压强度34.8 MPa;Na OH最佳掺量10%,胶凝材料的28 d抗折强度4.0 MPa、抗压强度18.0 MPa;硫酸铝在任何掺量下,试件在3 d龄期内未凝结硬化;氢氧化钙最佳掺量8%,胶凝材料的28 d抗折强度6.1 MPa、抗压强度28.3 MPa;石膏最佳掺量10%,28 d抗折强度7.8 MPa、抗压强度44.0 MPa,满足42.5硅酸盐水泥强度指标。

关键词： 聚丙烯纤维   纤维增强水泥基复合材料   抗压强度   单轴拉伸性能   体积掺量  

摘要： 为了解聚丙烯(PP)纤维掺量对水泥基复合材料抗压及单轴拉伸性能的影响,本文通过改变PP纤维体积掺量,对聚丙烯增强水泥基复合材料(PP-FRCC)进行抗压强度试验及单轴拉伸试验。试验结果表明:随着纤维掺量的增加,水泥基复合材料的抗压强度呈下降趋势,但单轴抗拉强度及极限拉应变均有一定程度的提高,破坏形式由脆性破坏转变为延性破坏。当纤维掺量达到一定量时,水泥基复合材料具有应变硬化的表现,表明PP纤维在提升水泥基复合材料延性方面具有一定作用。

关键词： 注浆材料   水泥浆液   动水冲刷   力学性能   微观结构  

摘要： 为研究动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响,对动水冲刷后留存浆液形成的结石体开展了单轴压缩试验,通过核磁共振和扫描电子显微镜表征了结石体的微观结构,结合微观结构讨论了动水冲刷对水泥注浆材料力学性能的影响机制。结果表明,动水冲刷导致注浆材料的单轴抗压强度和弹性模量明显下降,且随着水流速度增加,衰减程度愈加显著。同时,留存浆液结石体的峰值应变和极限应变均有所降低,当水流速度达到1.0 m/s时,留存浆液结石体表现出明显的脆性破坏特征。此外,留存浆液结石体中的微孔数量显著增加,这是其力学性能衰减的主要原因。本研究有助于深入理解注浆材料在动水冲刷环境中的真实力学性能。

关键词： 废矸石   固废充填   抗压强度   注浆材料   力学性能  

摘要： 以废矸石为粗骨料加水泥混合浆液制备盾尾间隙充填材料。研究不同水灰比与不同外加剂配比下充填材料在不同养护时间(1 d、7 d、14 d)单轴抗压强度的变化。结果表明:废矸石改进的豆砾石作为粗骨料,可以使充填材料压密阶段增长,表现出一定的延性,材料抗压强度提高。随着养护时间的增长,充填材料抗压强度增高。当外加剂按一定配比加入混合浆液,充填材料早期强度提升且抗压强度峰值提高,达到早强高强的效果。随着矸石的加入与浆液交互补强,承载机制包括矸石啮合、粘结补强和胶结固化3个重要过程。在压实过程中,应力-应变曲线出现孔隙压密、滑移调整和破碎重构3个阶段。