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关键词： 材料力学   工程力学   薄壁圆管   圆轴扭转   剪切胡克定律   切应变   力学实验  

摘要： 针对材料力学、工程力学等教材中圆轴扭转章节的切应力-变形量公式,提出了一种基于多个薄壁圆管套装假设的新推理方法,导出了厚壁圆管及实心圆轴的切应力公式、单位长度扭转角公式等.提出用薄壁圆管扭转实验测量切应变和切应力参数,并验证两者之间的正比例关系即剪切胡克定律的正确性,从而测量材料切变模量G.提出用受扭薄壁圆管实例辅助证明切应力互等定理.研究结果有助于提高教学质量.

关键词： 材料力学   教学过程   基本概念   思考  

摘要： “材料力学”是土木工程专业中四大力学课程之一,是高等学校工程类专业的一门基础必修课程,其重要意义不言而喻。为激发学生的学习兴趣,培养学生的科学素养和研究性思维以及实践创新和解决工程问题的能力,基于“材料力学”教学中工程构件涉及的基本概念、材料力学研究对象和任务、材料力学基本假定、工程构件内力图、工程构件制作与结构模型搭建演示等五个方面开展了全方位的教学探讨,期望研究成果为创新“材料力学”课程的教学方式方法提供一些有益参考。

关键词： 材料力学   课堂教学改革   OBE教学   案例分析   一流课程  

摘要： 力学课程教学的主战场是课堂,课堂教学效果直接影响学生的学习成效。怎样做好课堂教学?以什么方式做好课堂教学?怎样使课堂教学达到预期的教学效果?是教师去探索、思考、实践的重要问题。基于OBE成果导向输出的教学理念,为进一步推进材料力学一流课程的建设,培养新时代人才,探讨并实施了概念分析设计、案例分析、学生研讨等课堂教学改革,并结合课外学情对课堂教学内容进行微调,经过教学实践检验效果良好。

关键词： 材料力学   高聚物黏结炸药   PBX   黏弹性   拉压不对称性   多裂纹分叉融合   断裂相场法  

摘要： 针对PBX材料的拉压不对称性,基于断裂相场变分理论,结合广义Maxwell黏弹性本构模型,采用应变张量谱分解的方法对弹性能进行分解,建立了黏弹性断裂相场模型。采用建立的模型开展了典型PBX材料的单轴拉压、围压压缩、带孔板压缩及细观结构压缩等仿真分析,得到的单轴拉压应力—应变曲线、围压压缩应力—应变曲线、带孔板压缩裂纹形貌、细观结构压缩裂纹形貌均与试验结果较为一致,且单轴拉压强度描述误差小于2.2%,压缩强度随围压变化的斜率误差小于3%,带孔板在相同裂纹长度时的载荷误差小于12%。结果表明,提出的黏弹性断裂相场模型能准确考虑PBX材料的拉压不对称性,并且可以自然地描述不同围压下的力学行为,同时可以无需特殊处理便进行PBX多裂纹萌生、扩展、分叉和融合行为的仿真分析。相场法在描述PBX材料的力学行为以及PBX结构的断裂行为上具有显著的优势和潜力。

关键词： 材料力学   HTPB推进剂   蠕变性能   连续损伤模型   蠕变全过程  

摘要： 为研究HTPB推进剂的蠕变特性,开展了0.15~0.35MPa应力下推进剂的单轴拉伸蠕变试验;结合线性黏弹性理论和连续损伤力学理论,建立了HTPB推进剂蠕变损伤模型;根据试验数据,确定了不同应力水平下蠕变损伤模型的参数,并获取了应力对各参数的影响规律,最后利用蠕变应力0.2MPa下的试验数据对模型进行了验证。结果表明,HTPB推进剂存在明显的衰减蠕变、稳定蠕变和加速蠕变三阶段过程;建立的蠕变损伤模型结合Burgers模型的特征和连续损伤力学理论,串联含损伤的黏壶元件,克服了Burgers模型无法反映蠕变破坏阶段特性的不足。提出的蠕变损伤模型与试验值拟合度高,误差在3%以内,可以准确地描述推进剂在不同应力水平下的全过程蠕变特性。

关键词： 材料力学   创新实验   教学方法   课程思政  

摘要： 材料力学作为土木工程相关专业的基础课,其基本概念对土木工程专业学生具有重要作用。以材料力学中轴向拉伸与压缩章节为例,介绍了课程思政背景下基于创新实验的教学方法。从课程实验的设计、课程实验的导入、课程思政元素的融入以及考核方式的改变等方面,对传统材料力学教学方法进行革新。借助于有限元软件、数据处理软件和实验分析,培养学生的综合实践能力、观察能力和团队协作能力,实现了课程思政与课程改革的统一。通过实验班级学生反馈信息和实际教学效果来看,学生的学习兴趣浓厚,对材料力学基本概念掌握清晰,学生的综合素质提升明显。

关键词： 复合材料力学   在线课程   MOOC   翻转课堂  

摘要： 在信息化大爆炸的背景下,以复合材料力学课程教学为主要对象,基于其教学现状以及存在的困难和问题,分析了在线课程建设的重要性和必要性;提出和探讨了基于在线课程(MOOC)的翻转课堂教学实践的教学模式,旨在提高复合材料力学的授课效率,具有现实意义。

关键词： 带压注浆   注浆压力   封孔材料   力学性能   受限空间  

摘要： 为研究注浆压力对封孔材料力学性能的影响规律,搭建带压注浆模拟实验系统,利用该实验系统制备不同注浆压力条件下的水泥试样,并开展单轴抗压强度、抗拉强度测试及扫描电镜分析。研究发现:水泥单轴抗压强度、抗拉强度与注浆压力呈指数函数关系,弹性模量与注浆压力呈线性关系,P.O 42.5R普通硅酸盐水泥的最大抗压强度为20.29 MPa、最大抗拉强度为5.29 MPa;随着注浆压力的增大,水泥单轴抗压强度、抗拉强度随注浆压力的增大呈现先增大后趋于稳定的规律;水泥微观结构是影响水泥力学性能的重要因素,在高注浆压力条件下,水泥颗粒间的距离被压缩,密实度提高,加强了颗粒间的相互作用力,在宏观上表现为水泥力学性能变强;水泥颗粒的间隙不能被无限制压缩,致使水泥强度存在一个稳定的临界值。在考虑带压封孔成本以及注浆安全性的前提下,建议注浆压力控制在4 MPa。

关键词： 应用型人才   土木工程专业   课程建设   材料力学  

摘要： 本文以材料力学课程建设为研究对象,针对地方应用型本科高校的办学定位、人才培养目标和学情等,分析了材料力学课程教学实践中存在的问题,结合工程教育认证、我国高等教育现代化建设要求以及现代科技发展,从课程建设理念、课程内容重构、教学方法改革和学习效果考评等方面阐述了材料力学课程的建设思路和实施路径。2年的教学实践表明,学生对本课程的学习效果有显著提升,土木工程专业人才培养质量也有明显提高。

关键词： 金属基复合材料   铝   冷镦   粉末冶金   强度和硬度  

摘要： 以球磨粉为原料,采用粉末冶金法制备了Al+2.5%TiO_(2)+2%Gr,Al+2.5%TiO_(2)+4%Gr,Al+5.0%TiO_(2)+2%Gr,Al+5.0%TiO_(2)+4%Gr铝基复合材料。使用合适的冲头和模具在40 kN液压机中进行压实,然后在电炉中烧结,烧结预制件承受10 kN的增量压缩载荷,直到在自由表面发现裂纹。冷镦成形过程中,复合材料由于变形产生了拉长晶粒。镦锻过程减少了烧结试样中的气孔。对于含2.5%TiO_(2)和2%Gr的复合材料,气孔被补强体封闭和填充,冷镦锻后的气孔数量非常少,TiO_(2)和Gr颗粒的加入提高了复合材料的强度和硬度。对于含有5%的TiO_(2)和2%的Gr颗粒的复合材料,获得了最大硬度值36.14HRB。