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关键词： 材料力学   实践教学   课程建设   思政元素   思考与举措  

摘要： 基于新时期国家创新型人才的培养需求,结合材料力学课程的特点,以及兰州大学力学专业人才培养目标的定位,该文阐述对创新型大学材料力学课程改革与实践教学的思考。包括对材料力学课程内容更新;对材料力学创新性实验的设计;对本科生创新创业科研训练项目设计的思考,以及相应的教学方式和手段的革新与举措。通过相关措施,促进教学质量提升,教学团队建设、推进课程的高水平建设。

关键词： 金属材料   力学性能   测试方法  

摘要： 金属材料是现代社会发展与生产的基石,对科学技术,尤其是石油工业的发展至关重要。金属材料以其卓越的机械性能著称。随着金属技术的不断进步,新型金属材料的研发与应用日益广泛。石油产量的提升及产品性能的优化要求金属具备更高的机械性能。传统机械性能测试中,材料的机械性能检测是关键环节,面临诸多挑战,而更精确的传感器技术有望改进这一现状。金属材料的耐久性测试对于明确其适用范围、用途及性能至关重要。本文将从材料力学性能测试出发,深入探讨材料力学性能不确定度的测试方法。

关键词： MgO-MgAl_(2)O_(4)-C耐火材料   中空骨料   MgAl_(2)O_(4)   力学性能  

摘要： 为了有效降低内衬材料的热量损失,保持钢液温度稳定,以高纯电熔镁砂、自制镁铝尖晶石中空骨料、α-Al_(2)O_(3)微粉、镁铝尖晶石粉、Si粉、Al粉和鳞片石墨为主要原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,经1 200℃和1 400℃埋碳热处理制备了MgO-MgAl_(2)O_(4)-C耐火材料。探究了自制镁铝尖晶石中空骨料加入量(加入质量分数分别为0、3%、6%、9%)对轻质MgO-MgAl_(2)O_(4)-C耐火材料力学性能的影响。结果表明:经1 200℃热处理后试样中有SiC和AlN产生,升温至1 400℃时生成了片状MgAlON。随着镁铝尖晶石中空骨料加入量的增加,试样的显气孔率上升,体积密度下降。当热处理温度为1 400℃时,加入6%(w)镁铝尖晶石中空骨料试样的常温抗折强度和耐压强度均达到最大值,分别为14.8 MPa和121 MPa,抗折强度保持率高达80%。中空骨料的引入改变了应力分布方向,形成了不同的耗散机制,实现了对材料的增强增韧。

关键词： 磷酸镁水泥   纤维增强   力学性能   细观破裂机制  

摘要： 本研究聚焦于纤维增强磷酸镁水泥基复合材料(MPC),旨在深入剖析其力学性能与细观破裂机制。通过设计并开展一系列宏观力学试验以及微观测试,系统地探究了纤维掺量与类型对MPC力学性能及微观结构的作用规律。研究发现纤维显著提升了MPC的韧性与强度,且不同纤维的影响效果存在明显差异。本研究成果为进一步构建该复合材料的损伤演化本构模型提供了关键的基础数据与理论依据,对推动纤维增强MPC在土木工程中的应用具有重要意义。

关键词： 水泥基材料   混杂纤维   微观结构   基本力学性能   抗折强度   抗压强度  

摘要： 研究不同纤维对水泥基体的增强效果不仅需要考虑单一纤维增强的局限性，还应关注纤维之间混杂效应的影响。为探讨纤维增强水泥基复合材料的力学性能，本文选取了三种不同种类的纤维（钢纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯醇纤维）作为研究对象，分析了混杂效应对水泥砂浆试件的具体影响。研究结果显示：在单掺纤维的试验中，随着纤维掺量的增加，试件的力学性能呈现出先上升后下降的趋势。而在混掺纤维的试验组中，每种纤维在各自最优掺量时展现出最佳性能，这表明不同种类的纤维能够充分发挥各自的优势。微观层面的研究表明，纤维与水泥基体之间的结合非常紧密，显著提升了水泥基复合材料的力学性能，并增强了其整体强度。

关键词： 岩质边坡   振动台模型试验   数值模拟   岩石相似材料   应变率效应  

摘要： 室内边坡振动台模型试验都是缩尺模型试验，如何配制出能够反映岩石静动力学特性的相似材料，这关系到模型试验结果能否正确地反推到原型。通过对相似材料在振动台试验应变率范围内的力学特性及破坏模式开展了研究，结果表明：在本研究确定的振动台模型试验应变率范围内，岩石相似材料的弹性模量及起裂应力随着应变率的升高基本不会变化，其单轴抗压强度、峰值应变以及微裂纹数量整体呈现三级阶梯状变化；相比于真实岩石，相似材料对应变率的敏感程度更高；在应变率大于0.5 s-1的情况下，相似材料的破坏模式发生改变，且破坏程度大幅增加，这会导致模型试验结果夸大原型边坡岩体在进入非线性变形阶段后的破坏程度。因此，应尽可能保证推算至模型的应变率不超过0.5 s-1。

关键词： 材料力学   实验   知识物化   工程实例  

摘要： 材料力学是高等学校工科类的一门核心课程,材料力学实验是该课程教学的重要实践环节.传统实验教学主要表现为学习操作实验设备、处理实验数据及得到基于数据的结论,这是大多数材料力学实验课的教学要求,但是没有拓展实验结论和试验方法的作用及价值.然而科技的快速发展,对高校学生的培养目标提出了新的要求.因此,要探究以学生学习成果为导向的实验教学模式,学习成果以知识的物化形式来表现,即产品和服务.知识物化是一个由普遍科学知识到定向原理知识,由原理知识到技术知识,由技术知识到物化工程实际,最终解决科技黑箱的过程.所以解决工程实际问题就是材料力学实验的知识物化的主要表现形式.要围绕这一环节设计材料力学实验课教学内容,并自然融入课程思政点.

关键词： 三维缝合复合材料   虚拟纤维   有限元分析   力学性能  

摘要： 3D缝合复合材料纤维结构复杂，缝合区域微结构存在不确定性。提出3D缝合复合材料的虚拟纤维建模方法，通过模拟缝合成形工艺，生成缝合部位的高保真度几何孪生模型。利用Micro-CT技术分析缝合部位纤维结构，验证了几何孪生模型的准确性。考虑缝合结构的不确定性，提出四种代表性几何结构，采用虚拟纤维嵌入(VFE)技术，将虚拟纤维结构与基体材料体素单元嵌入耦合，构造了3D缝合复合材料四种胞元模型。针对纤维和基体材料分别建立损伤模型，模拟3D缝合复合材料拉伸损伤过程，预测了不同缝合部位的力学性能。四种胞元模型预测结果的平均值与实验结果相一致，拉伸强度、模量和破坏应变的预测误差分别为1.5%、1.2%和0.4%。

关键词： 路面基层材料   力学性能   耐久性  

摘要： 为全面评估复合路面基材的力学性能、耐久性和稳定性,提高路面的承载能力和使用寿命,对制备的复合路面基材料进行抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、冻融循环和干缩试验。结果表明,随着养护龄期和水泥掺量的增加,复合路面基材的无侧限抗压强度增加,并在特定配比下达到最大值。此外,复合路面基材的劈裂强度与水泥掺量正相关,适量的钢渣和赤泥及水泥添加可以提高基材的黏结性和稳定性。复合路面基材的抗折强度受钢渣、赤泥、水泥配比的影响,具有积极的作用。经过冻融循环后,复合路面基材的质量损失率有所降低,但其干缩性随龄期增加而增大,不同配比下的干缩量变化趋势相似。