教学课程资源库 更多>>

关键词： 材料力学   应用型   教学改革  

摘要： 材料力学的教学直接影响到工科专业学生今后的学习和工作乃至生活。文章提出材料力学传统教学中存在的主要问题,尝试在传统教学内容的基础上,结合工程实例和生活实际撰写小论文、开展讨论课、进行问卷调查,初步探讨符合工科院校工科专业学生的材料力学应用型教学改革的方法,真正做到教学相长。

关键词： 表面纳米化材料   尺度效应模拟   量纲分析   有限元方法   力学行为  

摘要： 料力学性能的尺度效应研究是目前固体力学的一个热点,其中金属材料表面纳米化后表现出来的高强度、高硬度等特性引起研究者的广泛关注。表/界面效应是微纳米尺度材料力学性能的尺度效应的重要原因,同样也在表面纳米化金属材料的力学行为中扮演着不可忽略的角色。本文通过考虑纳米晶材料的界面效应,分析研究表面纳米化材料力学性能的尺度效应,主要内容为:\n (1)考虑纳米晶材料的界面效应,通过量纲分析以及量级分析,得到材料屈服应力与晶粒尺寸的倒数近似成线性关系的结论;然后将该关系与前人的实验结果进行对比,发现屈服应力与晶粒尺寸倒数的近似线性关系与多种材料的实验结果吻合很好。\n (2)基于纳米晶材料的屈服强度与晶粒尺寸倒数的近似线性关系,提出了考虑界面效应的有限元方法。区别于传统的有限元法,考虑界面效应的有限元法中材料的屈服强度是与晶粒尺寸相关的,通过模型中屈服强度的梯度变化刻画表面纳米化材料,为表面纳米化材料力学行为的模拟提供方便。\n (3)采用考虑界面效应的有限元法,模拟了表面纳米化材料的拉伸、压缩力学行为,结合实例分析了考虑界面效应有限元方法中的若干问题,并且与压缩实验结果进行对比分析,解释了表面纳米化材料压缩实验中的力学性能及尺度效应。\n (4)采用考虑界面效应的有限元法,分别模拟了表面纳米化材料垂直方向、平行方向的微压痕实验力学行为,并且与平行方向微压痕实验的实验结果进行对比,解释了表面纳米化材料微压痕实验中的尺度效应。\n (5)采用考虑界面效应的有限元法,分别模拟了表面纳米化材料的三点弯、四点弯实验及其力学性能,预测了表面纳米化材料在弯曲实验中的力学行为。

关键词： 建筑材料   夹胶玻璃   爆炸荷载   材料力学  

摘要： 随着恐怖主义在全世界的蔓延，一些标志性建筑成为袭击对象的爆炸事件逐步增多，而建筑玻璃又广泛的应用于外墙装饰，根据很多爆炸袭击案例，70％的人员伤亡是由于玻璃受到爆炸冲击作用而产生的高速飞溅碎片所造成。在爆炸冲击荷载作用下玻璃易破碎，因此提高建筑玻璃的抗爆性能可以有效减小爆炸袭击所造成的伤害。目前国内外对建筑玻璃的研究着重在玻璃的材料性能，抗震性能，施工设计等方面，对其抗爆性能的研究处于初步阶段，而且对建筑玻璃在爆炸冲击波作用下的动力性行为研究以数值模拟为主，缺乏用实验方法获得的测量结果，很难对理论研究和数值模拟的结果进行有效性定量评价。\n 本文用静态爆轰实验的方法，系统的研究了爆炸冲击波对钢化夹胶玻璃、普通夹胶玻璃和浮法玻璃等三种常用建筑玻璃的作用。结合爆炸冲击波超压的计算方法和测量的实际冲击波超压值得到了所用炸药的冲击波超压-距离关系，得到了上述三种玻璃在破坏临界点的冲击波超压破坏阈值；并且借助高速分幅摄影技术，获得了爆炸冲击波作用时三种玻璃损伤破坏过程的清晰图像；最后提出根据冲击波相似定律，可以推算不同装药情况下建筑玻璃的防护距离。

关键词： 自密实堆石混凝土   力学性能   断裂性能   骨料粒径  

摘要： 自密实堆石混凝土是指利用自密实混凝土的高流动、抗离析性能好等特点，采用大粒径的块石作为骨料堆积入模后，填充自密实混凝土，从而形成的一种堆石混凝土。国内对于自密实堆石混凝土力学性能的研究，大多采用的是从自密实堆石混凝土大型试块中切割成标准试件，通过强度试验确定堆石混凝土的立方体抗压强度、轴心抗压强度及抗折强度等；国外学者的研究主要集中在对自密实混凝土力学性能的研究方面，如抗压强度等，以及温度、水灰比等因素对自密实混凝土性能的影响。鲜见针对自密实堆石混凝土的力学性能，以及骨料粒径对自密实堆石混凝土的影响的研究。\n 自密实堆石混凝土，本质上仍然是混凝土，其破坏机理与普通混凝土具有相似的地方，完全可以用微裂缝破坏机制加以解释，因此混凝土的破坏特性与裂缝的发展密不可分。实际结构中的裂缝通常是呈现I型、I-II复合型，而I型危险性较大，因此这种裂纹的断裂参数是人们普遍关心的问题。\n 针对上述问题，本文开展了如下研究内容：\n 1、自密实堆石混凝土材料力学性能的研究\n 制作450 mm×450 mm×450mm、450 mm×450 mm×900 mm以及450 mm×450 mm×1800mm的自密实堆石混凝土试件。立方体试件、棱柱体试件和梁式试件各两个，进行材料强度试验，对照已有的标准混凝土试件试验结果，研究试件内部自密实混凝土与大粒径骨料（块石）之间的粘结状况和试件的抗压强度、抗折强度、破坏形态和破坏机理等力学性能。\n 试验结果表明：大尺寸自密实堆石混凝土试件的宏观破坏形态与已有的标准混凝土试件的破坏形态有所不同；试件的断裂面平整，在局部区域石块会被剪断，更多的是界面上表现为粘结破坏。由于自密实堆石混凝土内部结构比较密实，其强度与自密实混凝土强度较为接近，为自密实堆石混凝土的工程应用提供了理论依据。\n 2、自密实堆石混凝土三点弯梁I型断裂性能研究\n 对尺寸为450 mm×450 mm×1900mm的自密实堆石混凝土三点弯梁进行I型断裂性能进行试验研究和理论分析，研究这种新工艺混凝土材料的断裂机理，通过三点弯梁试件的断裂性能试验，测试断裂性能参数。\n 与再生大骨料自密实堆石混凝土的断裂试验进行比较，了解自密实堆石混凝土I型断裂机理。总结自密实堆石混凝土试件各断裂参数的变化规律；通过试验数据分析讨论自密实堆石混凝土试件与再生大骨料自密实堆石混凝土试件断裂参数的异同点。

关键词： 木塑复合材料   遗传算法   人工神经网络   力学性能  

摘要： 利用遗传算法(GA)和神经网络对木塑复合材料力学性能进行预测。首先利用神经网络构建木塑复合板材主要工艺参数热压时间(T)、马来酸酐(MA)和废旧塑料聚丙烯(PP)与材料力学性能内结合强度(IB)、静曲强度(MOR)、弹性模量(MOE)和吸收厚度膨胀率(TS)之间的关系模型,然后利用遗传算法对模型进行优化和训练;最后利用训练好模型对材料的力学性能进行预测以及模型验证。结合显示优化模型预测的板材的MOE的误差范围分别为2%～15.5%、9%～38%和4%～70%,远小于未优化模型的预测误差8%～1491%、2.8%～1950%和15%～128%;对IB、MOR和TS的预测也有相似的结果。

关键词： 碎石混凝土   骨料结构   弹体侵彻   材料力学  

摘要： 本文在细观层次上把碎石混凝土视为由粗骨料和水泥砂浆组成的两相复合材料，利用自编程序和有限元分析软件对基于细观力学的碎石混凝土侵彻数值模拟进行了研究，通过进行大量的数值试验，分析了骨料的分布、粒径、强度等因素对弹体侵彻的影响以及靶体的损伤破坏特点。主要内容如下：\n ⑴对碎石混凝土细观几何模型的建立及网格划分方法进行了探讨。基于前人的研究成果，发展了适用于模拟碎石混凝土的随机骨料模型，并对模型的网格划分方法进行了分析。根据本文提出的随机骨料模型生成算法，编写了随机骨料模型生成程序2D-RAM和3D-RAM。\n ⑵对本文自编程序生成的碎石混凝土细观数值模型进行了验证。通过将数值计算结果与文献中试验结果进行对比分析，验证了模型用于碎石混凝土侵彻问题数值模拟的有效性。\n ⑶基于假三维随机骨料模型对碎石混凝土侵彻问题进行了研究。通过大量的数值试验，研究了靶体内骨料粒径和分布对弹侵彻靶体的影响，得出靶体内骨料分布的随机性对弹体侵彻能力和过载有明显影响；相同骨料含量下，弹体剩余速度随着平均骨料粒径与弹直径之比的增大而减小，峰值加速度随着平均骨料粒径与弹直径之比的增大而增加。\n ⑷基于三维随机骨料模型对碎石混凝土侵彻问题进行了研究。通过大量的数值试验，对靶体内骨料分布、砂浆强度、骨料强度等因素对弹侵彻靶体的影响进行了分析，得出相同撞击速度下，弹剩余速度和峰值加速度与砂浆强度呈线性变化关系，剩余速度随着砂浆强度的增加而降低，峰值加速度随着砂浆强度的增加而增加；相同撞击速度下，弹剩余速度和峰值加速度与骨料强度呈线性变化关系，剩余速度随着骨料强度的增加而降低，峰值加速度随着骨料强度的增加而增加。

关键词： 水稻   抗倒性能   施氮量   力学性状   群体透光率  

摘要： 水稻是世界上最重要的粮食作物之一，稻米是我国60％人口的主食。随着人口的不断增长，我国对粮食的需求也逐年增加，保持水稻的稳产高产对我国的粮食安全意义重大。在水稻生产特别是高产栽培中，倒伏问题相当普遍而突出，是限制高产稳产的主要因素之一，亟待解决。本试验以常规稻品种银晶软占为材料，设置4个氮肥水平，于2011年早季和晚季进行大田试验，研究水稻茎倒伏与作物性状及材料力学性状的关系，试图找出影响水稻抗倒性的主要原因，并初步阐明其机理。主要结果如下：\n 1.不同施氮水平显著影响水稻植株的抗倒伏能力。随着施氮量的增加，茎秆倒伏指数增加，抗倒伏能力下降。\n 2.不同施氮水平影响了水稻植株的形态性状和力学性状，进而影响水稻抗倒伏能力。随着施氮量的增加，株高增高，重心上移，基部节间伸长，基部节间充实度下降，抗折力显著下降，弹性模量减小。株高、重心高度、基部节间长度与倒伏指数呈显著正相关；基部节间充实度、抗折力、弹性模量与倒伏指数呈显著负相关。\n 3.产量、有效穗数和穗粒数与倒伏指数呈正相关，结实率和千粒重与倒伏指数呈负相关。因此，增加施氮量，有效穗数和穗粒数增加，从而增加了倒伏指数，降低了水稻的抗倒伏能力。倒伏指数升高，结实率和千粒重下降。\n 4.倒伏指数、基部节间长度与群体透光率呈负相关，而基部节间充实度则与群体透光率呈正相关。因此，随着施氮量的增加，群体透光率减小，基部节间伸长，基部节间充实度降低，水稻抗倒伏能力下降。\n 5.对倒伏指数影响较大的形态性状是株高、重心高度、节间长度、单位长度节间干重、单位体积节间干重和茎叶鲜重，力学性状是弯曲力矩和抗折力，产量性状是有效穗数和结实率。穗分化期间的群体透光率对水稻抗倒性也有显著影响。

关键词： 材料力学   高等学校   教材  

摘要： 本书是参照教育部高等学校力学教学指导委员会非力学类专业力学基础课程教学指导分委员会提出的材料力学课程教学基本要求进行编写的。主要内容包括：轴向拉伸与压缩；材料的力学性质；连接构件的强度计算；扭转；弯曲内力；弯曲应力；弯曲变形；应力状态分析和强度理论；组合

关键词： 材料力学   教学改革   材料学科  

摘要： 材料力学作为工科力学课程最基础的课程,在本科培养体系中起着非常重要的作用。本文针对厦门大学材料类专业的材料力学课程的教学改革进行初步的探讨和思考,寻找适合材料学科本科培养目标的材料力学课程体系。

关键词： 材料力学   双语教学   教学方式  

摘要： 在一门重要的基础课材料力学中实行双语教学,是培养学生能力、提高学生素质、拓展学生视野的重要措施。但是,限于课时,不能全部采用双语教学。因此,选择部分内容采用双语教学的方式是必要的,可行的。本文通过材料力学部分内容双语教学的试验,从提高学生学习兴趣出发,采用"课堂穿插讲授,课后作业阅读"形式,对课前准备、课中讲授、课后作业等教学方式提出自己的看法,并总结此法的成功和不足之处,分析存在的问题,以探索合适的双语教学办法。