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关键词： 材料力学   目标问题   社会责任感   案例教学  

摘要： 本文基于现代信息技术,构建了以目标问题为导向的线上线下融合式教学模式,从教学目标、教学模式、教学内容、教学方法及考核模式五个维度,对材料力学教学体系进行创新与改革。根据材料力学各章节知识点,精心设置目标问题,将案例教学、启发式教学等方法融入教学全过程。同时,深入挖掘课程中蕴含的育人要素,涵盖文化基因、思维方法和价值理念,将其有机融入材料力学课堂教学建设,实现知识传授、能力培养、价值塑造的有机统一,为在新工科背景下高素质创新型人才的培养打下坚实基础。

关键词： 正交试验   注浆材料   敏感性分析   多元线性回归分析   最优配比设计  

摘要： 为研究碳纳米管改性超细水泥基注浆材料的力学性能与最优配比,基于3因素4水平正交试验,以碳纳米管、超细水泥、分散剂、消泡剂、聚丙烯酸酯乳液为原材料,将水灰比、碳纳米管和聚丙烯酸酯乳液的掺量作为控制因素,测试注浆浆液的黏度、流动度、凝结时间、单轴抗压强度及弹性模量,通过极差分析、方差分析,确定各因素对各指标的影响,选取单轴抗压强度、弹性模量作为指标进行耦合,对耦合值进行极差分析、方差分析及多元线性回归分析,得出最优配比并进行验证。试验结果表明:随着水灰比的增加,试块的单轴抗压强度及弹性模量均呈减小趋势;随着碳纳米管掺量的增加,试块单轴抗压强度呈现先增后减的变化趋势,弹性模量呈现先增后减再增的变化趋势;随着聚丙烯酸酯乳液掺量的增加,试块单轴抗压强度呈现先增后减趋势,弹性模量呈现减小趋势。对试块单轴抗压强度和弹性模量进行归一化处理后给予0.6∶0.4的权重相加耦合,并对其进行极差分析、方差分析,得出注浆材料最优配比。通过多元回归分析及室内试验验证,最优配比为水灰比0.6,碳纳米管掺量0.4%,聚丙烯酸酯乳液掺量2.5%。研究结果可为碳纳米管改性超细水泥基注浆材料的最优配比设计提供参考。

关键词： 快速修补材料   MMA预聚体乳液   固化时间   力学性能   施工工艺  

摘要： 选用甲基丙烯酸甲酯(MMA)预聚体乳液,其中高弹乳液占20%,低弹乳液占80%,加入引发剂过氧化二苯甲酰(BPO)形成胶结料,与特定级配矿料混合制备MMA快速修补材料,通过固化时间、拉伸黏结强度试验确定BPO、MMA预聚体乳液的最佳掺量,并探究最优配比MMA快速修补材料的强度增长速度。结果表明:选用LB-13级配集料拌合,BPO用量为MMA质量的2.0%,MMA胶结料掺量为快速修补材料质量的7.0%时,配制的MMA快速修补材料综合性能最优,其前期强度快速增长,4 h强度均达到24 h强度的80%以上,符合快速开放交通的强度要求。

关键词： “材料力学”课程   课程思政   思政元素   教学实践  

摘要： 文章首先对“材料力学”课程思政元素进行了挖掘,然后论述了“材料力学”课程思政教学实践,包括确定课程教学目标、优化课程思政教学过程、提升教师课程思政育人能力,最后介绍了“材料力学”课程思政教学案例。

关键词： 硅橡胶   超弹性   黏弹性   本构模型   力学行为  

摘要： 针对室温硫化硅橡胶材料力学特性认识不足的问题,设计并开展了橡胶材料在不同应变率下的压缩试验。试验结果表明:硅橡胶在准静态应变率(0.003 s^(-1)和0.03 s^(-1))下表现出超弹性特性,在动态应变率(700 s^(-1)、1650 s^(-1)和2150 s^(-1))下呈现黏弹性-超弹性耦合特性。为描述该复杂力学行为,建立了一种基于Mooney-Rivlin超弹性和高频Maxwell黏弹性的黏-超弹性本构模型,并通过试验曲线拟合得到本构模型参数为C_(01)=0.02 MPa,C_(10)=-0.23 MPa,E=398.6 MPa,θ=11.6μs。验证表明,该模型及参数能完整描述硅橡胶的静态、动态力学行为。研究结果为硅橡胶的静态、动态特性分析及仿真计算提供了新数据与方法,对实际应用具有指导意义。

关键词： 磷酸镁水泥   玄武岩短切纤维   玄武岩绞联纤维   硅粉   应变硬化   多缝开裂  

摘要： 本研究采用了两种不同种类玄武岩纤维,即玄武岩绞联纤维和玄武岩短切纤维以及不同比例的硅粉(5%、10%、15%和20%)替代氧化镁制备磷酸镁水泥基复合材料,测试其不同龄期(3h、1d、7d和28d)的拉压性能。结果表明,玄武岩纤维磷酸镁水泥基复合材料的抗压强度皆随硅粉替换氧化镁比例的增加呈先增后减的趋势,因为一方面硅粉本身的填充作用,另一方面具有活性的二氧化硅可与氧化镁反应生成硅酸镁而堵塞毛细孔。添加玄武岩短切纤维能显著提升基体的抗压强度,而在提升基体极限抗拉强度和极限延伸率方面玄武岩绞联纤维具有更优异的效果。

关键词： 力学原理   材料力学   端头铁楔   悬空寺  

摘要： 选取悬空寺作为材料力学教学案例,通过对悬空寺基础横梁结构进行分析,建立了端头铁楔膨胀加固的力学原理模型、外伸端平面弯曲梁超静定结构模型以及立柱压杆的稳定性模型,运用了材料力学中轴向压缩、平面弯曲、超静定问题、压杆稳定等理论知识,分析了悬空寺基础横梁结构中的力学原理,揭示了悬空寺千年不倒的科学依据。案例的设计做到了趣味性、知识性、教育性的统一,研究结果对于材料力学教学案例的开发以及案例教学方法探索具有一定启发意义。

关键词： 教学研究   有限元技术   渐近展开   应力强度因子   材料力学  

摘要： 应力强度因子作为表征材料断裂的重要断裂参量,在实际工程中应用广泛。为增强学生对其概念的理解与认识,提高材料力学的教学质量,培养学生的实际工程应用能力,提高综合素质和创新能力,可以将有限元Ansys软件引入课堂。本文通过3个工程教学实例,验证了通过渐近展开技术表示切口奇异应力场,进而结合有限元数值分析求解切口应力强度因子的可行性和精确性。

关键词： 针刺结构预制体   混杂复合材料   真空导入成型工艺   力学性能   破坏模式   微观形貌  

摘要： 碳纤维增强复合材料具有优异的刚性,但延展性差,纤维容易发生脆断;玻璃纤维延展性好,但强度相对较低,将碳纤维与玻璃纤维经过针刺工艺进行混杂,采用真空导入模塑成型工艺制备出多种混杂结构的玻璃纤维/碳纤维复合材料。使用电子万能试验机对混杂复合材料的拉伸、弯曲性能进行测试,通过场发射扫描电子显微镜观察混杂复合材料的断面形貌。结果表明,混杂处理能够提高复合材料的强度,层间混杂复合材料拉伸强度比传统玻璃纤维复合材料提升25.24%,最大破坏应变比传统碳纤维复合材料提升40.26%,在弯曲破坏测试中表现为假塑性破坏。

关键词： 材料力学   案例教学法   实践教学  

摘要： 文章分析了材料力学教学中案例教学法的应用现状,提出目标导向性、实践性、互动性和持续改进四项教学设计原则,并探讨了案例教学法在应用型大学材料力学教学中的应用策略,旨在提高材料力学课程的教学效果,帮助学生更好地理解和应用知识。