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关键词： 超临界CO_(2)动力系统   腐蚀   力学性能   耐热钢   蠕变  

摘要： 超临界二氧化碳循环系统为清洁能源发展提供了新途径,但高温与含碳环境对耐热材料力学性能和抗腐蚀性能等提出了新的挑战。温度过高时,结构材料在抗氧化性和结构完整性等方面性能要更优异,超临界CO_(2)环境下腐蚀与渗碳综合作用会使耐热钢形成碳化物,造成其抗氧化性和力学性能降低。因此,建立安全稳定超临界CO_(2)循环发电系统的前提是明确在超临界CO_(2)环境中候选材料的最高长时使用温度,以及确定腐蚀与渗碳的综合作用对候选材料的蠕变性能与抗渗碳能力的影响。该文总结国内外关于超临界二氧化碳腐蚀对耐热钢、镍基合金等耐热材料力学性能影响的研究现状,分析合金成分、温度、压力、杂质等因素对耐热材料力学性能的影响规律,讨论渗碳对于裂纹生长以及裂纹扩展等的影响机理,并提出目前实验以及分析的不足之处及未来的发展方向。

关键词： 纤维增强复合材料   仿真计算   失效分析   失效判据  

摘要： 针对纤维增强复合材料力学性能预测方法进行研究,采用实际试验和有限元仿真分析相结合的方法,分别利用Tsai-Wu张量理论及Hashin失效准则确定工况的失效机能,从而获得相应工况或加载条件的最大载荷、最大位移、弹性强度和杨氏模量等力学性能结果。将试验结果与仿真结果进行比对,结果表明Tsai-Wu张量理论对工况安全性能校核较为适用,Hashin失效准则更加适用于实际的极限强度预测。同时,建立的有限元仿真模型仿真结果与试验结果吻合度较好,说明该预测模型具有良好的合理性。

关键词： 虚拟仿真技术   材料力学   实验教学   教育教学  

摘要： 信息技术的迅速发展对教育教学领域产生了深远的影响。在现代教育背景下虚拟仿真技术在实践教学中发挥着重要的作用。通过创建真实感的学习环境,将虚拟仿真技术应用到材料力学理论与实践教学过程中,改变单一感官刺激的课堂讲授式教学模式,有利于促进学生对知识的理解,提高学生的应用能力。该文分析了材料力学理论与实践教学中存在的主要问题,总结了将虚拟仿真技术应用在材料力学理论与实践教学中的特点与优势,对虚拟现实技术在材料力学理论和实践教学中的应用展开探讨,以期为材料力学课程的教学提供了一些可参照的思路。

关键词： 线上线下   混合式教学   材料力学实验   实验教学改革  

摘要： 材料力学实验是材料学科的核心专业基础实验,其实验教学尤其重要。然而传统的线下集中式实验教学模式已经不适合新工科建设背景下对工程实践创新人才的培养需求。在深入分析传统线下集中式实验教学模式存在问题的基础上,采用线上幕课、虚拟仿真实验系统和线下实验教学相结合的线上线下混合式教学模式对材料力学实验进行实验教学改革和探索,取得了良好的教学成效。该实验教学改革的实践和探索,对提高学生学习积极性、解决实验学时不足、提升实验教学质量和培养学生的工程实践创新能力等方面具有一定的借鉴意义。

关键词： 纤维增强复合材料   形状记忆合金   复合材料   形状记忆效应   受限回复性能  

摘要： 利用形状记忆合金(SMA)的回复效应将预应力引入到纤维增强复合材料(FRP)中是一种新理念。本文将FRP与SMA复合,形成一种新的复合材料用于结构加固修复中,开展了FRP/SMA复合材料的力学性能和受限回复性能试验。在力学性能试验中,将SMA丝的数量和直径作为试验变量,分析它们对FRP/SMA复合材料拉伸性能的影响;在受限回复试验中,将SMA丝直径和预应变水平作为试验变量,分析其对SMA丝及FRP/SMA复合材料可回复性能的影响。在试验研究的基础上,给出了第一类FRP/SMA复合材料的材料强度、极限应变和弹性模量的预测模型和FRP/SMA复合材料回复应力-温度模型。试验结果表明,在一定掺量内,提高掺入SMA丝的数量能够提高复合材料的最大断裂应变和抗拉强度,掺入的丝数量越多,断后残余强度越大。SMA丝的直径显著影响复合材料试件的拉伸弹性模量。在受限回复性能试验中,FRP/SMA复合材料的回复应力在相变区间内随温度的升高呈明显的上升趋势,复合材料的最大回复应力将会随预应变水平的提高而增大。提出的基于Brinson模型的修正模型,预测值与试验值吻合较好,可以有效地预测SMA丝和FRP/SMA复合材料的回复应力与温度的关系。

ISBN: (纸本)9787118129779

ISBN: (纸本)9787040607697

摘要： 材料力学是我校地质工程、土木工程及机械工程等专业的基础课。在授课过程中,以工程 实例为导向,融入材料力学承载的思想政治教育元素,培养学生树立正确的世界观、人生观和 价值观,从而实现思想政治教育与知识体系教育的有机统一,在新的历史时期具有紧迫性和必 要性。本文以“育人为本,德育为先”为教育理念,分析了教学方法改革思路,通过梳理材料 力学中的思政元素,通过教学设计,适时把思政元素无缝融合到材料力学课堂教学中,实现专 业目标与育人目标的有机统一。

关键词： 线性叠加原理   弯曲挠度   切变模量   弯扭组合变形   材料力学实验   扭转实验   实验台   实验仪器  

摘要： 为了丰富材料力学实验内容,采用弯扭实验台测量不锈钢空心圆管的切变模量。针对现有弯扭实验台,用百分表分别测得构件的弯曲挠度和弯扭组合变形,根据线性叠加原理,可以计算出扭转产生的变形,从而可以计算出切变模量。为了进一步验证实验结果,并与有限元仿真结果进行对比。与用扭转实验台测得的结果对比,误差在5%以内,与仿真结果对比误差大于10%,此方案可以提高实验仪器的使用率同时加深学生对材料力学知识和实验与理论差异的理解。