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关键词： 材料力学   思政元素   教学建设  

摘要： 《材料力学》是机械类专业的学科基础课,在专业教学中具有重要的位置。课程思政要融入高校的课堂教学建设,并贯穿于整个教学过程。教师的具有较高的思政水平是保证思政教学的前提。如何将思政元素与课程教学的各个环节有机地结合是保证高校课程思政教育的根本。通过改革教学内容和考核模式,将思政元素融入到课程教学中,在保障专业教育的同时,激发学生的爱国热情、增强学生的民族自豪感。

关键词： 恢复原状   胡克定律   CAE软件   线性关系   应力与应变   材料力学   可逆   基本知识  

摘要： 1弹塑性基本知识在材料力学中,弹性和塑性是物体在外部加载下2种基本行为的描述。弹性是指物体在受力后能够恢复原状的性质。在弹性行为中,应力与应变之间存在线性关系,这意味着材料的应力-应变曲线是一条直线,遵循胡克定律。塑性是指物体在受力后发生不可逆的变形,在塑性行为中,应力-应变曲线通常呈现出曲线阶段,表示材料的变形不再是线性的,而是包含了不可逆的变形。

关键词： 三维四向碳/碳复合材料   多尺度分析   RVE模型   弹性性能参数   纱线填充因子  

摘要： 针对三维四向碳/碳复合材料力学性能预测问题,基于参数传递多尺度分析方法建立微结构模型,并结合细观力学方法实现了基本力学性能的预测。首先在微观尺度采用随机扰动算法构造出纱线体积代表单元(RVE)模型,预测得到纤维束有效性能参数。同时,采用观察试验法构建三维四向碳/碳复合材料细观RVE模型。最后通过均匀化理论准确预测了复合材料弹性性能参数,并讨论了纱线填充因子对三维四向碳/碳复合材料弹性性能参数的影响,开展了相关试验。结果表明:建立的多尺度有限元模型的拉伸模拟预测结果与试验结果误差在5.5%左右;复合材料弹性性能参数对纱线填充因子的敏感度各不相同。

关键词： T800级碳纤维   界面   表面活性   力学性能  

摘要： 研究了两种国产T800级碳纤维界面状态及复合材料力学性能,结果表明,与B类纤维相比,A类纤维表面形貌粗糙度高约23%、O/C含量高约7.4%、活性C含量高约20%,微观剪切强度高约10%,A类纤维增强的复合材料冲击后压缩强度比B类纤维高约8%。A类纤维与树脂形成更好的化学与物理结合,界面结合作用较好。

关键词： 材料力学   教学改革   教学实践  

摘要： 本文从教与学要形成互动;应用灵活多样的教学方法;善于梳理教学内容及善于归纳总结;善于挖掘实用教具,激发学生学习兴趣;充分利用网络教学平台,创新教学模式;因材施教,积极开展材料力学研讨课等方面,探讨了如何提高教学质量的方法,以期达到良好的教学效果。

关键词： 聚苯硫醚   氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物   力学性能   微观结构   增韧机制  

摘要： 聚苯硫醚（PPS）是一种热塑性工程材料，具有强度高、稳定性好等优点，现已在国防、民用领域得到广泛的应用。然而PPS本身的韧性较差，通常通过添加弹性体进行增韧改性以扩大其应用范围。本研究基于高拉伸混沌流的混炼转子，通过熔融共混法制备了氢化苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物/聚苯硫醚（SEBS/PPS）复合材料，研究了不同含量SEBS在高拉伸外场作用下的微观形态演变行为，分析了其对PPS基复合材料力学性能的影响规律。结果表明：随着SEBS含量的增加，PPS基复合材料的冲击强度和断裂伸长率呈现先增加后下降的趋势；当SEBS含量达到6wt%时，复合材料呈现韧性断裂行为，其冲击强度和断裂伸长率达到最高，分别为67.8J/m和6.1%。通过对复合材料微观结构分析发现：在高拉伸混炼转子作用下，当SEBS含量在0～6wt%之间时，SEBS粒径尺寸较小，分布均匀，液滴形态向拉伸棒状演变，此时复合材料发生脆韧转变，韧性明显增强，且在6wt% SEBS含量的复合材料受到冲击力时引发多重银纹，发生剪切屈服，表现为塑性变形；当SEBS含量继续增加时，其团聚行为加剧，粒径尺寸随之逐渐增加，且分布较宽，同时两相界面出现大量空穴区域，在引发银纹发展的同时也会导致复合材料的断裂失效，使得复合材料冲击强度有所下降。

关键词： 碳纤维   复合材料   聚醚醚酮   聚酰胺   上浆   改性  

摘要： 聚醚醚酮（PEEK）性能优异，但是由于其分子链段呈惰性，在与碳纤维复合时无法形成化学键相互作用，导致界面强度较低。针对该问题，首先通过两步法制备得到超支化聚酰亚胺，随后利用化学接枝方法对碳纤维表面进行超支化聚酰亚胺的上浆改性处理，再将其与PEEK制备得到碳纤维增强PEEK复合材料，采用表面形貌、表面能、层间剪切强度、断面形貌等方法研究了上浆改性对复合材料性能的影响。结果表明，在超支化聚酰亚胺上浆后，碳纤维表面粗糙度提高，表面能提升至48.0 mN/m，并且表面能中的极性分量下降，表明其与非极性树脂的浸润性提升。并且，改性后碳纤维增强PEEK复合材料的层间剪切强度和拉伸强度分别较未改性前提高了52.4%、39.8%。

关键词： Miura-ori超材料   梯度模式   厚度渐变   有限元分析   力学性能  

摘要： Miura-ori超材料是一种重量轻且多孔的材料,其机械性能通常是由自身的折叠方式和几何形状决定的,它的机械响应可以通过几何设计来进行修正调整,是一种具有多功能的、可调控且设计空间多样的超材料。为研究厚度渐变(Thickness Gradient,TG)模式以及锐角渐变模式对超材料能量吸收能力的影响,结合有限元分析软件参数化分析超材料的力学特性。研究结果表明,TG梯度为负梯度的超材料能量吸收能力较好,并且负梯度时的TG梯度超材料的平均力和能量吸收比锐角梯度超材料表现更佳。

关键词： 织物膜材   力学性能   本构模型   CiteSpace  

摘要： 织物膜材因其轻质、高强、耐候性及加工运输便捷等优势,广泛应用于公共建筑、应急救援、航空航天、工业及军事等领域。近年来,为精确分析织物膜结构并推动其在不同领域应用,织物膜材的力学性能成为研究焦点。为此采用CiteSpace对国内外20余年的相关文献进行深入分析,通过可视化知识图谱阐述了织物膜结构研究热点的演化进程,并系统分析了织物膜材测试方法、力学性能及宏–细观本构模型等方面的研究进展。梳理发现国内膜结构的早期研究主要集中在结构找形和静力分析,随着膜结构在我国不同领域的深入运用,相关研究逐渐扩展到材料的本构模型、强度准则、结构风致灾变等方面:1)织物膜材的拉伸性能与其细观结构、基布编织工艺、涂层工艺及纤维类型等多种因素相关,呈现典型的各向异性,其抗拉强度随偏轴角度的增加呈现“U”型和“W”型两种变化特征。2)双轴剪切测试法可使得试件核心区域的剪应力呈均匀分布,目前被广泛应用于膜材剪切性能测试。3)膜材撕裂强度受测试方法的影响显著,现有研究多集中在材料撕裂性能上,初始缺陷对膜结构的静、动力学性能的影响机理需进一步明确。4)目前关于膜结构连接部位的研究多集中在膜片与膜片热合连接试件的面内拉伸性能上,忽略了面外荷载下连接部位易出现的剥离破坏。5)织物膜材本构模型分为细观机理模型与宏观唯象模型,现有的宏观模型基本实现了膜材非线性、非弹性、黏弹性等力学特征的描述,细观模型多注重拉伸刚度预测,缺乏对抗拉强度预测的相关研究。织物膜材的研究目前已取得长足发展,但一些方面仍需进一步研究:1)现阶段织物膜材分类依据单调,未考虑预定用途和特性差异,有必要对其分类依据进一步细化和完善。2)撕裂破坏是膜结构的主要破坏模式,但现行设计规范中并没有得到充分的体现。3)面内拉伸试验难以反映膜材热合区域真实的应力状态、力学性能和失效模式,热合焊接工艺对拼接膜材性能的影响机理有待研究。4)目前关于织物膜材以及连接部位的疲劳性能研究极少,膜材的疲劳损伤机理尚未明确。

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。