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关键词： 理论课程   材料力学   新工科   教学改革  

摘要： 新工科背景下,应用型大学理论课程的传统教学模式难以满足当前应用型人才的培养需求,存在课程教学模式与学情不符、教学内容与企业需求失配、知识点与前沿问题脱轨等问题,导致大学生课堂参与度不足,接收理论知识困难,无法有效地做到学以致用。因此,该文以材料力学为例,开展理论课程的问题分析和改进,探索了新工科背景下针对应用型大学理论课程的创新教学模式,取得了较好的教学效果,为应用型大学其他理论课程建设提供借鉴。

关键词： 锯泥   改性   复合材料   力学性能  

摘要： 为了处理堆积的锯泥,实现固废资源化利用,实验研究复合材料力学性能,试验工程应用。以水泥、石灰、粉煤灰作为改性材料,研究复合材料掺量和配合比对改性锯泥强度的影响。根据锯泥物理特性和化学特性,通过对锯泥掺入不同配比复合材料的方式对其进行改良,在浸水和不浸水条件下进行养护,测试不同方案的无侧限抗压强度。研究表明掺入复合材料可以有效提高锯泥强度,能够达到工程应用的技术要求,复合材料掺量为6%时,既符合规范要求,且成本较低。

关键词： 露天煤矿   矿山运输道路   地聚合物材料   单轴抗压强度  

摘要： 地聚合物材料作为一种新型胶凝材料,具有与水泥相当的力学性能;露天煤矿运输道路采用地聚合物材料将原有路面进行重筑,能够显著改善运输道路质量,同时提高运输效率。以露天煤矿2种沙石材料为骨料设计了对照试验,研究了不同配合比下露天矿山地聚合物筑路材料强度变化规律。试验结果表明:磨耗层砂石骨料相对露天矿山路面原始材料制备地聚合物材料具有更高的力学强度,3 d强度能够达到通车要求;露天煤矿现场沙石材料为骨料制备地聚合物没有改变材料的基本性质,试样力学强度随着矿渣含量的增加和激发剂模数的减少而增加。

关键词： 小冲杆试验   能量密度等效   幂律硬化材料   应力-应变关系   力学性能  

摘要： 针对均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料圆片试样,以圆柱平面小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的、用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的圆柱平面-小冲杆试验(Flat small punch test,F-SPT)弹塑性模型,并提出获取材料应力-应变曲线和力学性能指标的F-SPT新方法。通过有限元分析对不同弹性模量、屈服强度和硬化指数组合的48种预设材料进行新方法的数值验证,以及对10种金属材料完成F-SPT,结果表明,由新方法获得的应力-应变曲线与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新试验方法获得的弹性模量、屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差大部分低于7%。

关键词： 再生微粉ECC   冻融循环   低温保温   BP神经网络   力学性能  

摘要： 为了探究不同低温不利条件下再生微粉ECC材料力学性能的影响,本文采用控制变量法,以再生微粉种类和取代率为研究变量,探究了再生微粉ECC在冻融循环和恒低温两种低温不利条件下的抗压和抗折强度试验。分析了再生微粉种类、再生微粉取代率、冻融循环次数、恒低温温度对再生微粉ECC力学性能的影响。最后基于BP神经网络,建立了3-6-1的冻融循环和3-3-1的恒低温BP神经网络结构抗压强度预测模型。研究结果表明:在相同的冻融循环条件下,再生混凝土微粉ECC的力学性能要高于再生砖粉ECC,且均随再生微粉取代率的增加先小幅度下降后剧烈下降,在经历150冻融循环后力学性能损失20%左右。而经历恒低温保温后的再生微粉ECC力学性能呈现出相反的变化趋势,随着低温保温温度的降低再生微粉ECC的力学强度反而呈现上升趋势,从常温到-40℃恒低温状态下力学性能提高22%左右。建立的两个低温不利条件下BP神经网络预测模型,平均相对误差分别为1.43%、1.28%,并以质量损失率和相对动弹模量为评判标准,预测试验范围内不同配合比的再生微粉ECC可经受的最大冻融循环次数。

关键词： 硅橡胶泡沫   无机氧化物   填料   增强   力学性能   阻燃性能   微观形貌  

摘要： 以氧化铜、二氧化钛和高岭土作为无机增强填料,分别与羟基、乙烯基和含氢硅油进行复合,在室温和铂催化下,通过硅氢加成和硅氢缩合脱氢反应制备了一系列硅橡胶泡沫复合材料,探讨了不同无机填料对硅橡胶泡沫材料微观形貌、力学和阻燃性能的影响,以及泡孔结构与力学和阻燃性能的关系。结果表明,高岭土能够更好地分散于硅橡胶泡沫材料中,还能明显增强材料的力学和阻燃性能,热释放量和产烟量显著下降。与空白硅橡胶泡沫材料相比,含高岭土硅橡胶泡沫材料的拉伸强度、扯断伸长率、压缩强度、极限氧指数及UL-94等级分别提升至106.1 kPa、42.3%、35.2 kPa、32.7%和V-0级,总热释放量和总产烟量分别下降了51.1%和84.2%。

关键词： 高流态封孔   注浆材料   抽采钻孔   水化反应   水化产物  

摘要： 为提高深部矿井煤层气抽采效率,针对目前常见的封孔注浆材料存在的高分子封孔材料价格昂贵易燃、普通水泥材料渗透性差、粉煤灰等膏体材料强度不足等问题,采用超细水泥为基料研发一种高流态封孔注浆材料。通过对高流态封孔注浆材料开展力学性能试验研究、结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等一系列试验的结果,揭示新型高流态封孔注浆材料水化机制。结果表明:高流态封孔注浆材料在水化初期就生成大量的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)晶体;随着水化反应的持续,水化产物的凝胶粒子充填材料中的孔隙。与普通水泥封孔注浆材料相比,材料的水化反应更迅速、更充分、整体结构致密,比普通水泥封孔注浆材料抗压强度提高3.68%,更有利于保持瓦斯抽采钻孔的稳定性,提高瓦斯抽采效率。

关键词： 材料力学   教学改革   课程实践   数值模拟  

摘要： 材料力学是机械类、土木类和力学类等工科类专业的核心课程,课程秉承“强基础、重实践、融模拟、促创新”的理念;构建“融工程、融前沿、融思政”的教学资源与内容,夯实学生的力学理论知识,培养学生利用力学理论解决实际工程问题的能力,同时帮助学生塑造正确的世界观、人生观、价值观和职业观;将抽象的力学概念与三阶递进的课程实践融会贯通,培养学生的动手实践能力、探索精神和创新能力;将数值模拟技术引入课堂,初步培养学生利用数值模拟软件解决力学问题的能力。建立以传授知识为中心,以解决工程问题为导向,以创新实践为特点,以数值模拟软件为工具,以立德树人为根本的课堂。

关键词： 金属多孔材料   过滤   分离   力学性能   腐蚀行为  

摘要： 金属多孔材料作为功能与结构兼具的一类新型材料,已被广泛应用于吸声、吸能、流体分布、换热、催化、过滤分离等领域,其中在过滤分离领域应用最为广泛。金属多孔材料在石油石化、精细化工、煤化工等领域可以实现不同流体的液–固、气–固过滤分离,不同领域对所用金属多孔材料的材质及力学性能要求也不尽相同。过滤用金属多孔材料的制备工艺已相对成熟,但对其耐蚀性能及力学性能的表征研究较少,金属过滤元件的力学性能及耐腐蚀性能将直接关系到该类材料的使用效果和寿命。本文总结了近几年过滤用金属多孔材料力学性能及耐腐蚀行为的研究进展,探讨了该类材料在腐蚀与力学行为中存在的问题,最后展望了过滤用金属多孔材料的发展方向。

关键词： 玄武岩纤维   树脂复合材料   力学性能   界面改性  

摘要： 玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)凭借优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和耐酸碱腐蚀等优点被应用于航空航天、汽车、土木工程、建筑等各个领域,然而相比于玻纤和碳纤增强复合材料,国内外对BFRP的研究还较少,BFRP的力学性能仍有很大的提升空间。其中,基体与玄武岩纤维之间的界面结合性能对于提高复合材料的力学性能至关重要。综述了BFRP力学性能方面的研究现状,分析了纤维与基体界面结合性能对BFRP力学性能的影响,并总结了几种常见的增强BFRP中纤维与基体界面结合性能方法,以期对高性能BFRP的研究发展及高端应用提供参考。