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关键词： 理论课程   材料力学   新工科   教学改革  

摘要： 新工科背景下,应用型大学理论课程的传统教学模式难以满足当前应用型人才的培养需求,存在课程教学模式与学情不符、教学内容与企业需求失配、知识点与前沿问题脱轨等问题,导致大学生课堂参与度不足,接收理论知识困难,无法有效地做到学以致用。因此,该文以材料力学为例,开展理论课程的问题分析和改进,探索了新工科背景下针对应用型大学理论课程的创新教学模式,取得了较好的教学效果,为应用型大学其他理论课程建设提供借鉴。

关键词： 材料力学   课程思政   思政元素   人文素养  

摘要： 课程思政作为高等教育的一种理念创新、制度创新和实践创新,是高校落实立德树人根本任务的重要途径。文章以材料力学课程为例,通过对材料力学的学科特点和对地方应用型本科高校学生的学情进行分析,提炼出材料力学价值引领、知识教育、能力培养三位一体的课程目标,并以课程目标为导向,分别从思政元素的挖掘和融入、教学方法、教学评价和教学反思等方面具体阐述了材料力学课程思政的实施方案。

关键词： 材料力学   负泊松比   超材料   有限元分析  

摘要： 泊松比是材料力学课程教学中的重要力学概念与材料弹性常数之一。本文对现有材料力学课程中泊松比教学内容进行了拓展和补充,引入了负泊松比效应概念,并介绍了常见的负泊松比材料及其力学性能优势。重点基于内凹蜂窝超材料,详细介绍了实现负泊松比效应的超材料力学理论分析及其教学实践;并借鉴虚拟仿真实验概念,应用有限元数值分析方法,对超材料的负泊松比效应进行仿真分析与讨论,直观地展示了超材料的力学变形模式及其负泊松比效应。从而以此为切入点,加深学生对弯曲内力、挠度、应变和泊松比等重点知识的理解与实践运用。

关键词： 磷酸镁水泥砂浆   玄武岩纤维网格   纤维增强   拉伸性能   弯曲性能  

摘要： 为了研究钢纤维与玄武岩纤维（Basalt Fiber Reinforced Polymer，BFRP）网格对磷酸镁水泥砂浆（Magnesium Phosphate Cement Mortar，MPCM）力学性能的增强效果，制备了BFRP网格增强磷酸镁水泥砂浆（Grid Reinforced Magnesium Phosphate Cement Mortar，GRMM）复合材料。通过轴向拉伸试验和四点弯曲试验，研究材料复合方式（钢纤维增强、BFRP网格增强、复合增强）、BFRP网格厚度（1mm、2mm、3mm）和BFRP网格表面形式（未处理、粘砂）对复合材料拉伸应力-应变曲线、弯曲应力-挠度曲线与关键力学参数的影响规律，以及钢纤维、BFRP网格在GRMM中的作用机制。结果表明：钢纤维主要在GRMM受力前期发挥作用，可以有效地抑制裂缝的产生，起到了增强、增韧的作用，钢纤维的掺入使拉伸试件与弯曲试件承载力分别提高了24.23%与215.33%，并提高了两类试件的抗裂性能、变形与耗能能力；BFRP网格作为拉应力的主要承担者，作用于GRMM整个受力过程，使两类试件的峰值变形提升了70倍以上，但试件中BFRP网格与MPCM受力并不协调；两种材料复合增强下，GRMM综合了钢纤维对基体的增强效果与BFRP网格的良好变形性能，其抗裂性能、强度、变形性能及耗能能力均得到提升；随着BFRP网格厚度的增加，GRMM试件强度与耗能能力得到进一步提升；BFRP网格表面进行粘砂处理对GRMM各项性能影响并不明显。

关键词： 3D打印   机械性能   微波   协同效应  

摘要： 本文研究了“碳纤维-石墨烯”（“CF-G”）增强热塑性聚氨酯（TPU）复合材料的3D打印制造后处理工艺及其力学性能。研究表明，“CF-G”增强热塑性聚氨酯（TPU）复合材料线材可通过螺杆挤出工艺制备，然后通过FDM打印技术和微波后处理工艺制造G+CF/TPU复合材料。进一步的研究表明，“CF-G”异质结构能协同提高TPU复合材料的力学性能，特别是通过采用新型微波后处理工艺后，G+CF/TPU试件的拉伸强度和韧性得到了进一步提高，其原因是由于“CF-G”异质结构与微波的协同耦合作用促进了增强相与基体之间的界面粘结，并减少了打印过程中点、层和道之间的内部缺陷。本研究对于探索3D打印材料的机械增强和后处理工艺具有积极意义。

关键词： 摩尔比   改性硫氧镁水泥   力学性能   体积变形   机理分析  

摘要： 为了探究改性硫氧镁(Modified magnesium oxysulfate， MMOS)水泥基材料的变形行为及机理，本文研究了不同摩尔比对MMOS水泥基材料的力学性能和变形特征的影响，并采用XRD、SEM、FTIR、TG等微观测试技术对其变形机理进行了分析。结果表明：随着养护龄期增长，不同摩尔比条件下MMOS水泥试样的抗折和抗压强度均呈现出明显的增长趋势，其中56天时摩尔比为10:1:12的MMOS水泥试样的抗折和抗压强度最高。不同摩尔比的MMOS水泥试样从完成浇筑到56天龄期的变形主要为膨胀变形，不同水硫比(n=H2O/ MgSO4)的MMOS水泥试样中摩尔比为8:1:12的试样膨胀变形量最小；不同氧硫比(m=MgO/ MgSO4)的MMOS水泥试样中摩尔比为10:1:12的试样膨胀变形量最小。微观测试结果表明，不同摩尔比的MMOS水泥试样膨胀变形出现差异的主要原因是硬化后基体中水化产物Mg(OH)2、未反应MgO相以及5·1·7相(5Mg(OH)2·MgSO4·7H2O)含量不同。当Mg(OH)2含量减少而5·1·7相含量增多时，MMOS水泥试样的膨胀变小，同时5·1·7相含量增加也能提升MMOS水泥抗折、抗压强度而限制其体积膨胀，因此体积变形小的试件力学性能也较好。

关键词： 预制体结构   抗弯强度   热导率   热膨胀系数   SiC_(f)/SiC复合材料  

摘要： 本文采用化学气相渗透法制备了具有二维多层、三维角联锁机织和多轴三维编织三种预制体结构的SiC_(f)/SiC复合材料。在综合分析纤维排列、SiC基体和孔隙分布的基础上,详细讨论了预制体结构对SiC_(f)/SiC复合材料力学性能和热性能的影响。结果表明,复合材料的力学性能和热导率受纤维排列方式和复合材料密度的综合影响,而热膨胀系数主要受纤维排列方式的影响。此外,二维多层复合材料、三维角联锁机织复合材料和多轴三维编织复合材料的热导率可以分别用串联模型和平行模型来解释。多轴三维编织复合材料由于内部具有连续的可以作为热流快速通道的三维网状SiC基体层,因此具有较高的室温热导率。而随着温度的升高,SiC声子间的散射逐渐增强,SiC基体层在多轴三维编织复合材料中作为声子传播快速通道的作用逐渐减弱,热导率随温度降低的趋势更明显。

关键词： 玄武岩纤维   水泥基混凝土   力学性能   长度  

摘要： 具有高强、质轻、防火、防撞、抗腐蚀等优异物理、机械性能的玄武岩纤维是一种有着广泛应用前景的土木工程新型材料。为研究玄武岩纤维对水泥基复合材料力学性能的影响作用,本文通过抗压实验和劈裂抗拉实验分别对玄武岩不同长度纤维(6mm、9mm、12mm、15mm)和不同纤维掺入量(0.1%、0.15%、0.2%、0.25%)情况下对混凝土抗压强度和劈裂强度的影响进行了研究。结果表明,玄武岩纤维的长度为15mm,掺入量分别为0.1%、0.15%时,对混凝土抗压强度和劈裂强度的影响最为显著。

关键词： 地聚物   小麦秸秆   建筑材料   力学性能  

摘要： 为探究植物纤维对地聚物材料力学性能的影响,解决地聚物材料韧性差的不足,选用小麦秸秆,经过质量分数4%氢氧化溶液预处理后,以1%,2%,3%,4%,5%的质量比掺入矿渣基地聚物材料,通过抗压强度试验和抗折强度试验分析不同掺量的麦秸秆纤维对地聚物材料力学性能的影响,并分析其折压比的变化规律。研究结果表明,秸秆纤维的掺加会导致抗压强度略有下降;地聚物材料抗压抗折强度随纤维掺量增加呈先上升后下降的变化趋势,当纤维掺量为3%时,其28 d抗折强度提高了21.6%,此时抗压强度为40.7 MPa,折压比为0.221,增韧效果最佳。

关键词： 水泥基次轻高强复合材料   微观结构   抗压强度   应力应变曲线   受弯构件  

摘要： 针对某高抗力防护设施需要,研发了水泥基次轻高强复合材料,并采用XRD、SEM分析了复合材料的成分、养护与微观结构关系。结果表明,随着胶凝材料中粉煤灰掺量的增加,复合材料的力学性能提高;对于有活性掺合料的复合材料,蒸汽养护能明显提高材料的强度;钢纤维的掺入起到了很好的阻裂效应,改善了高强复合材料的抗压性能和材料脆性,改变了破坏时的形态。采用该复合材料的受弯构件充分发挥了钢和高强水泥基材料的受力性能优势,达到了良好的组合效果,在减轻自重的同时,承载力还高出设计荷载约19%。