基于CDIO教育理念的土木工程专业材料力学实验教学改革

根据土木工程专业人才培养需求,分析了材料力学实验教学中存在的问题,基于CDIO工程教育理念,从教学内容、教学模式、考核制度三个方面,阐述了材料力学实验教学体系改革方案,以适应教育部提出的"卓越工程师教育培养计划"的发展要求。     

题录部分

正~~     

Mechanical Properties of a Low-thermal-expansion Aluminum/Silicon Composite Produced by Powder Metallurgy

Al matrix composite containing high volume fraction silicon has been promising candidate for lightweight and low-thermal-expansion components.Whereas,optimization of its mechanical properties still is an open challenge.In this article,a flexile powder metallurgy processing was used to produce a fully dense Al—4.0Cu(wt%) alloy composite reinforced with 65 vol.%Si particles.In this composite,Si particles were homogenously distributed,and the particle size was refined to the range of 3—15 μm.Tensile and flexural strength of the composite were 282 and 455 MPa,respectively,about 100%and 50%higher than the best properties reported in literature.The measured fracture toughness of the composite was 4.90 MPa m~(1/2).The improved strength of 65%Si/AI was attributed to the optimized particle characteristics and matrix properties.This investigation is expected to provide a primary understanding of the mechanical behaviors of Si/AI composites,and also promote the structural applications of this low-thermal-expansion material.     

Ti2AlC/TiAl(Nb、B)复合材料工艺-性能的人工神经元预报

将Ti2AlC/TiAl复合材料的工业参数、性能参数数据,利用BP人工神经网络建立起其间的关系网络模型。研究表明,所建立的网络可以很好地反映出本材料的工艺-性能之间的关系并且具有一定的精度,网络模型可以用来预测不同实验条件下Ti2AlC/TiAl复合材料的性能。     

反对称角铺设复合材料层合板热后屈曲和模态跃迁分析

为有效分析反对称角铺设复合材料层压板热后屈曲性能,由渐近修正几何非线性理论推导双耦合四阶偏微分方程（即协调方程和动态控制方程）,通过双Fourier级数将耦合非线性控制偏微分方程转换为系列非线性常微分方程,从而获得相对简单的求解方法。使用广义Galerkin方法求解与角交铺设复合层合板相关的边界值问题,研究了模态跃迁前后不同复杂程度的后屈曲模式。通过四边简支、面内不可移边界下复合层合板的数值计算表明：该解析法与有限元方法在主后屈曲区域的计算结果有很好的吻合性;有限元方法在解靠近二次分岔点时失去收敛性,而解析法仍具有深入探索后屈曲区域和准确捕捉模态跃迁现象的能力。     

材料力学课程累计式考核模式实践与思考

从1995年开始,材料力学课程组逐步完善与实施材料力学课程考试由期末试卷形式到累计式考核模式的转变.15年来的实践表明:累计式考核模式能最有效地避免单一或一次考试对学生学习成绩评价的随机性、片面性和教师的主观性,是较科学、全面、客观、公正地评价学生学习成绩与教师教学效果的有力考核形式.     

低温环境下钻柱材料力学特性试验及强度设计

低温条件下的钻柱强度校核与设计研究,对解决极地等低温环境下钻柱的技术问题具有重要意义。在低温和常温条件下,进行了G105钻杆和S135钻杆的力学特性试验,获取了2种材料的抗拉强度、屈服强度及冲击性能等参数随温度的变化规律,在此基础上,提出了低温环境下钻柱的强度设计方法。试验发现,随着温度降低,G105钻杆和S135钻杆的抗拉强度和屈服强度均升高,断面收缩率基本不变。在低温环境下,为保证钻柱的服役安全,钻柱的强度设计方法应由常温下应力控制转换为应力与应变共同控制。低温服役环境下进行钻柱强度设计时,钻柱材料的屈服强度应依照宽温区的材料强度特性取值。该研究结果对确保低温环境下钻柱的工程设计及服役安全具有指导意义。      

产生纱线毛羽的机理研究及减少办法

从理论上分析了产生毛羽的力学原理，认为在纺纱过程中，当纤维弯矩大于加捻纤维扭矩时就会产生毛羽；又从生产实践上分析了各主要工序对毛羽量有不同程度的影响，包括精梳落棉率、集合器开口、细纱捻系数、细纱锭速、钢丝圈重量、钢丝圈使用天数、钢领使用时间、细纱后区牵伸倍数、细纱总牵伸倍数、浆纱机使用湿分绞棒、络筒速度等方面。由于产生毛羽的原因是多方面的，需要应用科学原理和相关技术，采取综合治理的办法来加以改善，为此提出了一系列行之有效的预防措施。     

谈材料力学的教学实践与改革

分析了材料力学在工程设计和工程实践中的地位及作用，介绍了材料力学的教学改革模式及教学方法，使学生能尽快适应日益发展的科学技术。增强学生驾驭知识的能力。