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关键词： 工程能力   “材料力学”   一流课程  

摘要： 【目的】培养学生的工程思维和创新能力,实现知识、能力、素质“三位一体”的课程目标。【方法】以新疆理工学院的“材料力学”课程为例,剖析了该课程教学中的“痛点”,如课程公式多、理论性强、计算复杂、难度大,难以激发学生学习兴趣;课堂以“教”为中心,教育理念滞后,与当前工程教育理念不符,难以培养学生工程思维;课程思政落实不到位,难以达到全员、全方位育人目标;课程考核形式单一,难以达到全过程育人目标。为此,提出以工程能力培养为导向的教学改革方案,实施“1+2+2”的线上线下混合式教学模式,“1”即以学生为中心,“2”即引入线上资源、引入工程实例;“2”即夯实课程思政、构建多元化考评体系。【结果】该教改方案可有效激发学生学习积极性,提高了教学效果,基本达到了课程的教学目标。【结论】该教学模式的推广实施可以提高学生解决实际工程问题的能力,培养学生的工程思维能力、逻辑思维能力、抽象能力及实践创新能力。

关键词： 高延性水泥基复合材料   再生细骨料   抗压强度   拉伸性能   弯曲强度   碳化耐久性  

摘要： 为促进再生细骨料(RFA)在高延性水泥基复合材料(HDCC)中的应用,研究了RFA取代率(0%、25%、50%、75%、100%,质量分数)对HDCC抗压强度、拉伸性能、四点弯曲强度和碳化耐久性的影响。结果表明,随着RFA取代率提高,HDCC的抗压强度逐渐下降,但拉伸性能与弯曲强度显著提高。100%RFA取代率下HDCC峰值应变为3.06%,弯曲强度为7.9 MPa,较天然细骨料HDCC分别提升了31.33%和11.27%,表现出良好的延展特性。当RFA取代率高于50%时,有助于提高HDCC的碳化耐久性。基于测试结果进行拟合,建立了关于RFA取代率的HDCC碳化深度预测模型。

关键词： 材料力学   课程思政   内力求解   协同效应   协同育人  

摘要： 为实现立德树人根本目标,引领社会主义核心价值观,构建全程育人、全方位育人教育体系,各类基础课、专业课、实践课都要承担课程思政育人任务,与思想政治理论课同向同行,实现隐性与显性教育的统一,形成协同效应,共同构建全课程育人格局。通过探索材料力学课程思政的实践方式,以内力求解教学为例,将思政元素以“润物细无声”的方式融入课堂教学过程。通过思政教育与课程教学的有机融合,既能激发学生的学习兴趣,又能促进学生知识能力与德育水平提升,最终实现课程育人、协同育人功能。

关键词： 铜尾矿粉   粉磨技术   水化热   抗压强度比   力学性能  

摘要： 基于粉磨技术激发铜尾矿活性原理开展铜尾矿粉-水泥基材料性能试验研究,结果表明粉磨技术能有效细化铜尾矿粉的颗粒,使粒径分布更为集中,研磨10min的铜尾矿粉最大粒径不超过60.988μm;粉磨技术处理后的铜尾矿粉,其水化放热速率峰值更高,能更好促进水泥的水化反应。力学性能测试结果表明,铜尾矿粉具备活性材料要求,且对水泥基材料的早期强度具有一定的贡献,在铜尾矿粉掺量为10%时,水化活性表现较好。研究结果能为铜尾矿粉运用至水工混凝土提供一定的参考,具有一定工程的意义。

关键词： 航空发动机   SiC_(f)/SiC复合材料   环境屏障涂层   高温燃气   剩余强度  

摘要： 航空发动机中的碳化硅纤维增强碳化硅陶瓷基复合材料(SiC_(f)/SiC)因承受高温高速燃烧气体的氧化腐蚀而发生损伤甚至失效。本工作利用燃气发生装置模拟航空发动机中复杂燃气环境,将以一定比例混合后的航空煤油与液氧燃料点燃,形成高温高速燃烧气体对材料进行考核。对SiC_(f)/SiC复合材料分别进行1200℃燃气环境10 h氧化实验和1000次热冲击实验,探究环境屏障涂层(environmental barrier coating,EBC)对SiC_(f)/SiC复合材料的防护作用。对燃气环境考核后的SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料进行单轴拉伸强度测试,并利用扫描电镜对其断口及截面微观形貌进行观察。结果表明:在燃气环境下氧化10 h后,SiC_(f)/SiC复合材料和SiC_(f)/SiC-EBC复合材料内部没有发生明显的界面层及纤维氧化,单轴拉伸强度下降不到2%;在燃气环境下经过1000次热冲击后,在SiC_(f)/SiC复合材料内部形成多处微裂纹并发生了界面层的氧化腐蚀,单轴拉伸强度下降41.3%;EBC涂层可以有效保护SiC_(f)/SiC复合材料免受高温燃气的氧化腐蚀,SiC_(f)/SiC-EBC复合材料在经过1000次热冲击后的单轴拉伸强度下降16.6%。

关键词： 角膜修复   天然高分子材料   组织工程   人工角膜   力学性能  

摘要： 由于盲人数量庞大、可供移植的捐赠角膜供不应求,人工角膜逐渐成为研究热点,但人工角膜常因力学性能不足而发生植片撕裂,为克服这一问题,国内外研究者开展了一系列研究工作尝试改善人工角膜的力学性能。文章针对胶原蛋白、明胶、丝素蛋白以及壳聚糖这4类常见的天然高分子基角膜修复材料的力学性能相关进展进行了总结。结果发现,通过光交联、热交联等物理方法,1-乙基-3-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺(EDC)/N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)交联、京尼平或戊二醛交联等化学方法以及其他复合方法都可以显著提升角膜材料的力学性能,但这些方法仍存在一些不足之处。因此,进一步开发高质量人工角膜至关重要,文章通过归纳总结希望能够为角膜修复材料的力学性能提升研究提供一些参考和思路。

关键词： 陶瓷及复合材料   PVA纤维   铁尾矿砂   力学性能   孔隙结构  

摘要： 这是一篇陶瓷及复合材料领域的论文。本文详细研究和讨论了铁尾矿砂和PVA纤维对水泥基复合材料抗压强度、四点抗弯强度、弯曲韧性、孔隙结构。此外,建立了抗压强度与四点抗弯强度之间换算关系。结果表明:铁尾矿砂掺入对力学性能有增强效果,并且这种增强效果随着取代率的增加呈现先增加后减小趋势。而PVA纤维掺入后力学性能进一步提升,并且呈现出良好韧性。此外,铁尾矿砂取代率40%和PVA纤维复合时,基体内部孔隙明显降低。因此,认为当铁尾矿砂取代率为40%与PVA纤维结合,水泥基复合材料拥有良好的力学性能。

关键词： 虚拟仿真技术   工科   《材料力学》课程  

摘要： 为提升虚拟仿真技术在工科《材料力学》课程教学中的应用效果,引入定制化虚拟仿真教学模块、完善交互式虚拟仿真教学平台,以及开展综合性虚拟仿真实践教学,针对课程的特点和学生的学习需求,本文设计了直观、易操作的虚拟实验环境,并结合工程实例进行实践教学。通过对比研究,比较虚拟仿真教学模块与传统教学方法在学生学习成绩上的差异。虚拟仿真教学模块的班级在总成绩上略高于传统教学方法的班级,但在与内力计算和绘图相关的分数上,前者平均分明显高于后者,特别是在内力计算方面,平均分高出12分。此外,虚拟仿真实验还帮助学生更好地理解和应用应变电测法、应力与内力关系等知识点,成绩提升率分别达到了20%和22%。对于难度较大的超静定桁架破坏识别实验,创新班学生的平均成绩也分别达到了92分和95分,成绩提升率高达30%和35%。因此,虚拟仿真技术应成为工科《材料力学》课程教学改革的重要手段之一,以进一步优化课程与实验相结合的教学体系。

关键词： 铜基复合材料   放电等离子烧结   微观结构   力学性能   摩擦学行为  

摘要： 采用等离子烧结技术(spark plasma sintering,SPS)制备了不同质量分数TiC颗粒增强的铜基复合材料,研究了不同烧结温度和TiC含量的铜基复合材料的微观结构,考察了TiC含量对铜基复合材料电导率、纳米力学性能、显微硬度、拉伸性能和摩擦学行为的影响。结果表明:850℃烧结得到的TiC/Cu复合材料组织致密,增强体和基质相结合良好。一方面,随着TiC含量的升高,TiC/Cu复合材料中的铜基质相的晶粒不断得到细化,晶界密度升高,导致复合材料的硬度和屈服强度升高。另一方面,TiC含量的增加逐渐导致增强体和基质相的结合界面出现孔隙和裂纹,并成为应力集中和裂纹形成的首选位置,造成复合材料电导率、抗拉强度和伸长率的下降。TiC质量分数为5%~15%时,复合材料的抗拉强度、弹性模量和屈服强度较高,硬度适当,综合力学性能较好。当TiC质量分数超过20%时,TiC/Cu复合材料的屈服强度大幅降低,复合材料断裂机制由韧性断裂转为脆性断裂。TiC增强体显著改善了铜基复合材料的摩擦学性能,摩擦过程中复合材料摩擦因数和磨损量随载荷增大呈线性增加,并随TiC含量的升高呈下降趋势。在TiC质量分数为20%时,复合材料具有最高的耐磨性和最低的摩擦因数,其磨损机制以磨粒磨损为主,且伴随轻微黏着磨损和氧化磨损。

关键词： 结构设计   耐压壳体   数字化仿真计算   材料力学  

摘要： 本文创新性地提出耐压壳体机械结构参数化设计的通用方法。通过Ansys软件提供的APDL语言,完成机械结构的参数化自动仿真任务,有效缩减了工程师的机械设计周期。同时,针对耐压壳体基本的使用工况,本文基于力学理论分析方法,提出耐压壳体的通用结构设计方法和需要关注的关键设计指标。