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关键词： 新工科   工程材料力学性能   教学模式   改革实践  

摘要： 随着新工科背景下工程教育的不断发展和改革,教学模式的创新成为提高学生能力培养和素质教育的关键。该教学模式重视学生的主动学习和实践能力培养,采用了多元化的教学方法和教学资源。教师通过引导学生进行案例分析、实验设计和工程实践等活动,激发学生的学习兴趣和动力。基于此,文章通过文献研究、案例分析的方法对新工科背景下的教学要求和教学改革的机遇与挑战进行了深入分析,通过教学理念、教学内容、实验教学和考核机制的创新,优化教学模式,提升教学质量,以促进学生全面发展和适应新工科背景下的工程实践需求。

关键词： 小冲杆试验   能量密度等效   应力-应变关系   强度   试验方法  

摘要： 针对具有结构材料微损取样优势的圆片小冲杆试验,基于能量密度等效理论,建立了关联圆片微试样小冲杆试验载荷、位移、几何尺寸和材料单轴力学律参数的载荷-位移模型;进而针对航空金属材料,提出了单轴拉伸试验结果与小冲杆试验结果之间实现材料力学性能互换的小冲杆试验新方法。对5种航空金属材料完成了小冲杆试验及传统拉伸试验,结果表明,新方法所得圆片微试样的应力-应变曲线与单轴拉伸试验结果密切吻合,所得弹性模量与单轴拉伸试验结果之间相对误差在10%以内,所得塑性延伸强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果相对误差大部分在5%以内。新方法有望促进小冲杆试验在服役结构安全评价中的应用。

关键词： 代表性体积单元   纤维体积含量   周期性边界条件   力学性能  

摘要： 文章基于细观力学方法,建立了细观代表性体积单元RVE模型,通过设计RVE模型的单胞尺寸和排布方式,施加周期性条件,研究了基于细观模型的复合材料力学性能的预测方法。首先,针对玻璃纤维/环氧树脂单向复合材料,预测了横向、纵向弹性模量和泊松比,研究了均匀纤维排布对纤维树脂基复合材料力学性能的影响规律,通过与参考文献的试验值对比,验证了文章预测方法的精准性。然后,面向碳纤维/环氧树脂单向复合材料,通过改变纤维的有效直径,进而观察在不同纤维体积含量的影响下,四边形RVE模型和六边形RVE模型在预测复合材料力学性能的差异性。研究结果表明,四边形细观RVE模型在基于横向拉伸载荷作用下的有效模量的预测结果更为精确,为此种模型的预测及应用提供了一个新思路。

关键词： 水泥基复合材料   钢纤维   PVA纤维   高温   力学性能  

摘要： 通过对高延性水泥基复合材料(HDCC)进行高温后抗压强度试验及四点弯曲试验,研究了不同温度及不同纤维掺量因素下HDCC的力学性能。结果表明:HDCC的抗压强度在100℃后达到最大值,PVA纤维体积掺量为1%时性能最优,比常温时提高13.23%,200℃与300℃作用后各组试件的抗压强度逐渐降低且弯曲极限荷载随温度的升高而不断下降,其中体积掺量为1%钢纤维和0.5%PVA纤维混掺组总体下降趋势平缓,体现了高温作用下混杂纤维的正协同效应。

关键词： 玄武岩纤维   树脂复合材料   力学性能   界面改性  

摘要： 玄武岩纤维增强复合材料(BFRP)凭借优异的机械性能、热稳定性、耐化学性和耐酸碱腐蚀等优点被应用于航空航天、汽车、土木工程、建筑等各个领域,然而相比于玻纤和碳纤增强复合材料,国内外对BFRP的研究还较少,BFRP的力学性能仍有很大的提升空间。其中,基体与玄武岩纤维之间的界面结合性能对于提高复合材料的力学性能至关重要。综述了BFRP力学性能方面的研究现状,分析了纤维与基体界面结合性能对BFRP力学性能的影响,并总结了几种常见的增强BFRP中纤维与基体界面结合性能方法,以期对高性能BFRP的研究发展及高端应用提供参考。

关键词： 植物纤维   不饱和树脂   界面粘接强度   力学性能   三维纺织结构   复合材料  

摘要： 综述了近年来通过物理方法以及碱处理、化学偶联、接枝及纳米材料补强等方法改善植物纤维与不饱和树脂的相容性,提高植物纤维增强不饱和聚酯复合材料的界面粘结强度和力学性能的研究进展,还介绍了采用三维纺织结构技术制备植物纤维增强不饱和树脂复合材料以提高其力学性能的研究,并对植物纤维复合材料今后的研究发展方向作出展望。

关键词： 锯泥   改性   复合材料   力学性能  

摘要： 为了处理堆积的锯泥,实现固废资源化利用,实验研究复合材料力学性能,试验工程应用。以水泥、石灰、粉煤灰作为改性材料,研究复合材料掺量和配合比对改性锯泥强度的影响。根据锯泥物理特性和化学特性,通过对锯泥掺入不同配比复合材料的方式对其进行改良,在浸水和不浸水条件下进行养护,测试不同方案的无侧限抗压强度。研究表明掺入复合材料可以有效提高锯泥强度,能够达到工程应用的技术要求,复合材料掺量为6%时,既符合规范要求,且成本较低。

关键词： 天然橡胶   拉伸速率   拉伸强度  

摘要： 采用I.44P有机黏土填充天然橡胶(NR)制备天然橡胶/有机黏土复合材料(NRCNs),考察拉伸速率对NRCNs力学性能的影响。结果表明,单轴拉伸测试下,拉伸速率为50 mm/min时,NRCNs的力学性能最优,拉伸强度达到19.50 MPa,较拉伸速率为500 mm/min时的拉伸强度提高了22.64%;随着拉伸速率的提高,NRCNs的结晶度逐渐减小,表明NRCNs在较慢的拉伸速率下降温结晶性能更好。多轴拉伸测试下,当应变为120%、拉伸速率为50 mm/min时,NRCNs的力学性能最优,拉伸强度达到0.38 MPa,较拉伸速率为10 mm/min时的拉伸强度提高了8.57%;在相同的拉伸速率下,经过单轴拉伸的NRCNs的拉伸强度为0.8 MPa,较多轴拉伸的NRCNs的拉伸强度提高了128.57%。

关键词： 小冲杆试验   能量密度等效   幂律硬化材料   应力-应变关系   力学性能  

摘要： 针对均匀、各向同性、幂律硬化的金属材料圆片试样,以圆柱平面小冲杆对试样圆面中心法向施加压载荷,提出基于能量密度等效的、用于描述试样几何尺寸、材料本构关系参数、载荷和位移之间关系的圆柱平面-小冲杆试验(Flat small punch test,F-SPT)弹塑性模型,并提出获取材料应力-应变曲线和力学性能指标的F-SPT新方法。通过有限元分析对不同弹性模量、屈服强度和硬化指数组合的48种预设材料进行新方法的数值验证,以及对10种金属材料完成F-SPT,结果表明,由新方法获得的应力-应变曲线与有限元分析预设曲线和传统单轴拉伸试验结果吻合良好,此外,由新试验方法获得的弹性模量、屈服强度和抗拉强度与单轴拉伸试验结果误差大部分低于7%。

关键词： 高流态封孔   注浆材料   抽采钻孔   水化反应   水化产物  

摘要： 为提高深部矿井煤层气抽采效率,针对目前常见的封孔注浆材料存在的高分子封孔材料价格昂贵易燃、普通水泥材料渗透性差、粉煤灰等膏体材料强度不足等问题,采用超细水泥为基料研发一种高流态封孔注浆材料。通过对高流态封孔注浆材料开展力学性能试验研究、结合扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)等一系列试验的结果,揭示新型高流态封孔注浆材料水化机制。结果表明:高流态封孔注浆材料在水化初期就生成大量的水化硅酸钙(C-S-H)凝胶和钙矾石(AFt)晶体;随着水化反应的持续,水化产物的凝胶粒子充填材料中的孔隙。与普通水泥封孔注浆材料相比,材料的水化反应更迅速、更充分、整体结构致密,比普通水泥封孔注浆材料抗压强度提高3.68%,更有利于保持瓦斯抽采钻孔的稳定性,提高瓦斯抽采效率。