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关键词： 热冲压   冷冲压   热处理   封头   硬度   断后伸长率  

摘要： 通过对不同成形方法制造的封头进行封头直边的硬度测试和力学性能试验,得出同批次、相同厚度的钢板,在不同的加工单位采用相同的成形方法成形后测得的表面硬度值有较大差异。封头成形后直边处的表面硬度值与钢板厚度、钢板厚度与封头直径之比成正比。在冷态对热冲压成形封头的直边进行整形,会导致封头直边处的表面硬度增加。冷冲压成形的封头热处理后与热冲压成形的封头在直边处的材料屈服强度、抗拉强度和低温冲击吸收能量合格,断后伸长率多数不合格。

关键词： 科技镇长团   材料力学   教学改革   产教融合  

摘要： 材料力学是高等院校面向工科专业开设的一门基础课程,传统的教学方法多以理论讲授为主,学生创新思维和工程实践能力不足。“科技镇长团”是江苏省人才服务基层、促进“政产学研用”协同合作的创新举措。本文从科技镇长团视角对“产教融合、校企一体”材料力学教学新方法进行研究和探讨,通过课程教育理念改变、教学方式改革、考核方式改革等措施,培养学生创新思维,提高学生独立发现问题、提出问题、解决问题、方案验证的工程实践能力。

关键词： 多孔材料   多孔复合材料   力学性能  

摘要： 具有开孔结构的网状多孔材料是一种优秀的工程材料,孔率是此类材料的一个最为基本的易测参量,而拉压行为是工程材料最为基本的力学性能。找出多孔材料基本力学性能与其孔率的关系,无疑可以为其性能调控提供很大的便利。通过分析该类多孔材料的八面体结构模型,进一步演化出网状多孔复合材料在压缩条件下的力学分析模型。从该分析模型出发,推演得出了该类材料在压缩时的安全承载和整体承载强度等力学关系。在这些力学关系中,孔率参数展示了其重要的作用。

关键词： 形状记忆合金   碳纤维树脂   复合材料   单轴拉伸试验   低速冲击试验   三点弯曲试验  

摘要： 针对碳纤维树脂基复合材料抗冲击性能差的问题,本文提出了一种内嵌超弹性形状记忆合金丝的碳纤维树脂基复合材料(SMA-CFRP)。采用热压罐成型工艺,选用SMA铺设层数、SMA铺设方向两个参数成型了4种CFRP复合材料样件,分别对其进行了单轴拉伸、低速冲击及三点弯曲试验。由于超弹性SMA丝具有独特的相变机制,在试验加载过程中,承受了准静态或动态载荷并吸收了部分能量,因此相较于CFRP,SMA-CFRP的极限拉伸强度最高提升了7.71%,且抗冲击性能显著提升。试验结果表明,内嵌超弹性SMA能显著改善CFRP在准静态和低速冲击载荷下的力学性能。

关键词： 材料力学   虚拟实验   仿真范例库   工程创新能力   多元形成性评价  

摘要： 面向新工科创新拔尖人才培养,建设了材料力学课程专属的虚拟实验仿真范例库,尤其融入了火箭筒壳轴压稳定性分析与设计、冬奥滑雪头盔变刚度抗冲击设计等工程案例,构建了问题导引、交互、体验、反思为一体的信息化混合式学习场域,完善了材料力学科教融合工程化教学资源体系。该范例库基于Python语言建立了一系列标准构件及工程实例的建模与有限元分析参数化脚本,可实现典型工程结构的强度、刚度和稳定性有限元分析的自动实施与演示。在此基础上,本文还提出了材料力学课程全学习周期多元形成性评价体系,实现对学生新形势下学习状态与能力的诊断性评价,以促使学生合理制订学习规划并自主开展学习,使得虚拟实验技术的实际教学效果最大化。教学实践表明,该虚拟实验仿真范例库有利于培养学生工程创新能力,激发学生力学报国情怀,成为材料力学课程思政的重要载体。

关键词： 有限元软件   材料力学   力学建模   应用能力  

摘要： 新工科教育正在全国高校如火如荼进行,以加快我国从工程教育大国走向工程教育强国的快速转变。在新工科背景下,培养学生运用力学基本知识解决实际工程力学问题的能力变得尤为重要。作为最重要的工科专业基础课《材料力学》课程,力学概念多、公式推导过程繁杂。为解决这一教学挑战问题,北京石油化工学院力学教学小组坚持以学生为中心的OBE教学思想,开展了基于有限元商业软件驱动《材料力学》教学效果的教学实践活动,从翻转课堂、大学生创新研究训练计划UT项目、本科生学科竞赛与实践,以及本科毕业设计论文等几个环节,实践论证了该教学思想驱动下的教学成果,大幅提高了本校学生对《材料力学》课程的学习兴趣与热情,锻炼了学生的力学建模能力和分析能力,培养了学生解决复杂工程力学问题的实际能力。本文提出的基于有限元商业软件驱使的《材料力学》课程教改实践有助于全面提高学生的创新能力和终身学习能力,形成高素质的新工科型人才。

关键词： 麻纤维   纤维含量   复合材料   力学性能   结晶行为   界面   热变形温度   线膨胀系数  

摘要： 为研发低碳、节能、性能优异的麻纤维增强树脂绿色复合材料并扩展其应用领域,本文采用团队发明的氨基硅油乳液对黄麻纤维(JF)进行表面改性,运用开炼-注塑成型复合工艺研制了纤维含量为10wt%~25wt%的改性黄麻纤维增强聚丙烯(JF/PP)新型复合材料,系统全面地研究了改性麻纤维含量对JF/PP复合材料力学性能、结晶行为、耐热性能(热变形温度)及热尺寸稳定性(线膨胀系数)的影响规律及相关作用机制,并采用接触角测试分析与SEM技术分析了复合材料界面相容性与结合状态。结果表明:氨基硅油乳液改性JF,增强了JF与PP基体的界面结合力。随着纤维含量的增加,JF/PP复合材料的拉伸和弯曲强度逐渐增加,而冲击强度则有所降低。DSC、热变形温度和线膨胀系数测试分析表明,添加改性JF能够促进PP异相成核,并限制PP分子链的运动能力,从而提高JF/PP复合材料的耐热性能,且随着纤维含量增加,耐热性能呈不断上升趋势。当改性JF含量为25wt%时,JF/PP复合材料的热变形温度为142.5℃,较纯PP提高了53.5%。同时,复合材料平均线膨胀系数随纤维含量增加而明显降低,表明复合材料的热尺寸稳定性显著提高。相比纯PP,含量为25wt%时的复合材料的平均线膨胀系数在平行流道方向下降了73.2%,垂直流道方向则下降了14.4%,存在各向异性。纤维含量为15wt%和20wt%时,改性JF/PP综合力学和热性能相对更优。

关键词： AAFS砂浆   配合比   力学性能  

摘要： 本文以胶凝材料组分、激发剂掺量、激发剂模数为因素变量设计砂浆正交试验,以探索碱激发粉煤灰/矿渣(Alkali-activated fly ash/slag,AAFS)复合胶凝体系的最优配合比.试验结果表明,当激发剂模数为1.4、激发剂掺量7.0%、矿渣掺量70%、粉煤灰掺量30%时,AAFS砂浆的力学性能最佳,其28 d抗折、抗压强度分别达到了12.3 MPa,88 MPa.通过对砂浆强度的正交试验分析,得出矿渣掺量对AAFS砂浆的力学性能影响最大,激发剂模数的影响次之,激发剂掺量的作用效果最小.

关键词： 材料力学   课程思政   ANSYS有限元软件   教学效果   教学改革  

摘要： 针对材料力学课程思想政治研究的现状,本文以党和国家提出的课程思想政治教育理念为背景,基于ANSYS有限元软件,结合材料力学工程案例,提出了一套适合材料力学课程的课程思政建设方法。本文对材料力学课程教学改革进行了探讨,有效地提高了学生的思想政治参与度和满意度。从而提高了思想政治理论课的教学效果,为其他思想政治教育改革提供了一定的借鉴。真正实行以学生为中心的教育理念,为其它课程的发展带来了新的机遇。

关键词： 氧化石墨烯   还原氧化石墨烯   力学性能   水化产物   微观结构  

摘要： 近年来,利用石墨烯及其衍生物改善水泥基复合材料性能受到了广泛关注。但是,关于石墨烯表面性质对水泥基材料的性能影响却鲜有报道。为此,采用不同浓度的L-抗坏血酸(10wt%、20wt%、30wt%、50wt%和70wt%)和还原时间(15 min、30 min、45 min和60 min)将氧化石墨烯(GO)转化为还原氧化石墨烯(rGO),然后以相同剂量(水泥质量的0.05%)加入到水泥砂浆复合材料中,研究了不同还原程度的rGO对水泥砂浆力学性能的影响。测试结果表明,通过50wt%L-抗坏血酸还原30 min制备的rGO的加入使水泥砂浆28天抗压强度和抗折强度相比于普通试样分别提高了36.84%和43.24%。SEM等分析表明,GO和不同还原程度的rGO均可促进Ca(OH)_(2)的结晶和水化硅酸钙凝胶(C-S-H)中二氧化硅四面体的形成,形成致密的微观结构。但存在一个最佳阈值(即通过50wt%的L-抗坏血酸还原30 min),在该阈值下,有利于rGO表面官能团与水化产物的结合。