材料力学

摘要： 文章基于目标问题导向式课程教学理念,对“材料力学”课程开展教学创新,把信息技术与教育教学深度融合,提出了目标问题导向的翻转课堂教学模式,将案例教学法贯穿于整个教学环节,将思政元素有机融入教学全过程,兼顾知识学习、能力发展和价值引领,将素质教育、工程教育和创新教育结合起来,培养学生的工程意识和解决问题的能力。

摘要： 针对近年来学生学习材料力学困难较大、及格率较低的问题,综合分析当前学生的学习情况以及材料力学的课程特点,对材料力学课程教学进行改革。采用加强课程理念建设,加强课程思政教育,将虚拟仿真软件引入到教学过程当中,改革教学内容,引进学科前沿知识与科学研究成果,加强案例教学的比重,建立多层次的实验教学体系,教学方法注重灵活性,教师队伍注重专业性建设,课程考核注重多样性等方法。进而得出以下结论:第一,要从人才培养方案入手,明确课程对人才培养目标起到的作用;第二,要积极提高教师的综合能力,特别是科研能力和对学科前沿知识的掌握能力;第三,构建合理的实验平台,增强实验的综合性来提高学生的实践创新能力。

摘要： 针对“材料力学”教学过程中“育人”与“教学”两种教学方式难于融合为一体并贯穿于整个教学过程的问题,从教学经历与工厂实践经验出发,结合“材料力学”课程特点,以“材料力学”中T形截面梁受力弯曲变形问题为例,详细阐述了使用“三步法”对该类问题的分析过程,做到提升教学印象与深入发掘思想政治教育元素相结合,借鉴此方式延伸到其他相关概念,充分发掘课程中所蕴含的思想政治教育元素,并将其融入课堂教学中去。通过实践发现在激发课堂学习氛围、提升学习动力、促进自主学习、坚定理想信念等方面起到了积极作用。

摘要： 为了促进《材料力学》本科课程思政教学建设发展,本文梳理了《材料力学》课程思政发展现状,分析了《材料力学》课程思政目标。在此基础上,结合《材料力学》授课内容和授课特点,挖掘《材料力学》课程思政内涵,并结合实例将历史元素、人文素养、工匠精神及团队意识等思政内容融入《材料力学》课程教学,开展《材料力学》课程思政改革,为《材料力学》课程思政建设提供一定参考。

摘要： 材料力学中内力是一个非常重要的概念,分析和计算内力是研究构件变形的基础。截面法是计算内力最基本的方法。由于计算过程中涉及到内力正负号的规定与理论力学上外力正负号的规定不一致,导致学生在利用截面法计算内力时经常出错。文章在分析截面法计算内力基础上,提出求和法计算内力方法,经案例计算验证,可有效避免材料力学上内力正负号和理论力学上外力正负号的问题,为材料力学中内力计算教学提供参考。

摘要： 随着高分子产业的蓬勃发展以及材料专业工程认证的需要,对材料科学与工程专业高分子方向学生的高分子材料工程应用背景的要求也越来越高,而材料力学就成为材料专业学生非常重要的一门核心课程。在材料力学众多教材中,由孙训方等编著的高等教育出版社出版的《材料力学》历经六个版本,已成为相关专业材料力学教学的经典教材。其最新的第六版教材于2018年出版。在保持第五版概念清晰、说理透彻、内容丰富详实的风格和特点的基础上,不但增加了“矩-面积定理·梁挠曲线的几何性质”的教学内容,还以二维码的方式增加了相关的数字资源,同时对语言、计算公式、数据表格作了相应的修订。

摘要： 目标问题教学法是以学生为中心,以目标问题为导向的教学方式,兼顾知识学习、能力发展和价值引领,将素质教育、工程教育和创新教育结合起来,提升学生解决工程实际问题的能力。以村料力学课程教学为例,对基于目标问题的教学改革进行探索,并在实际教学中取得较为理想的效果。

摘要： 截面核心是土木工程混凝土类不抗拉材料受压柱状结构设计中的重要概念。为了在材料力学课程中加深学生对截面核心的认识,首先运用MATLAB语言编写了截面核心的计算程序,通过若干计算实例使学生对截面核心的形状产生感性的认识,然后讨论了截面核心的外凸性:运用静力等效和叠加原理从力学上解释了截面核心的外凸性;运用中性轴方程和凸集的定义从数学上证明了截面核心是凸集。教学过程利于加深对截面核心概念的理解,也有助于培养学生认识新事物的思考方法。

摘要： 材料力学课程是机械工程学院的一门重要的专业基础课,由于该课程本身含有大量的工程实训、枯燥的力学计算和课后相应较多的作业练习等,同学们普遍反应该课程较难学习,不易掌握,所以对该课程的改革迫在眉睫。为了使改革的方式方法更加适合学生,达到理论联系实际的效果,笔者对所带的班级进行了《材料力学》问卷调查。基于问卷分析对《材料力学》的教学改革方法、改革手段进行反哺,使学生变被动为主动,真正的以学生的需求变为改革的主力,使教学改革基于事实、有理有据、贴近实际。

摘要： 材料力学作为基础课,基于传统线下课堂教学模式存在的问题,本文提出材料力学线上、线下结合教学模式探索。通过雨课堂等线上教学平台弱化材料力学中抽象内容,同时结合单元课程作业,能有效帮助学生理解材料力学理论知识。在线下课堂教学过程中结合材料科学发展前沿,激发学生兴趣;同时通过线上学习理论基础上进行工程应用拓展。根据线上线下教学实际,结合OBE教育理念,改革考核方法,对学生课程学习进行跟踪性评价。结果表明,线上线下结合教学模式能扩展学生学习的时间和空间,有利于教师对学生学习效果进行评价,并对提升教学质量有显著效果。

摘要： 双层复合梁弯曲正应力测定实验是对传统材料力学实验中单层梁实验的延伸和扩展,它对于加强学生对理论知识的掌握和综合应用以及对工程实践和科研分析能力的培养均有实际意义,是材料力学实验改革的有益尝试.

摘要： 纯弯梁的中性轴过截面形心是材料力学的定论,但这个定论是有条件的.为了研究中性轴的位置变化特点,在梁弯曲平面假设的基础上,采用理想弹塑性模型,推导了纯弯曲梁在发生屈服后中性轴位置的公式和应力分布公式.结果表明,纯弯曲梁在发生屈服后,中性轴位置会发生偏移,中性轴的位置与载荷、截面形状和材料模型有关,载荷、截面形状和材料模型确定的情况下,中心轴的位置是唯一确定的,但不一定过截面形心.

摘要： 胶接复合板相对于单一板而言,综合了原有材料的优点,具有造价低、自重轻、比强度高等特点,近年来已被广泛应用于航天等领域.作为传递位移和应变的中介,界面特性必将在宏观上影响材料的力学行为.例如,为加强材料整体拉伸剪切强度和粘接抗拉强度,界面粘接层厚度必须控制在合理范围内:太厚则强度不够;太薄则缺胶.对于高精尖领域,为确保胶接复合板部件的使用安全以及避免后期的频繁替换,出厂前需进行批次一致性检测,因此针对不同批次产品界面特性的细微差异进行监测显得尤为重要.鉴于非线性兰姆波具有敏感性高且可检测结构内部的特点,本文拟就界面特性发生变化时对兰姆波非线性效应所产生的影响进行数值分析,其结果可为定征复合板界面特性的微小变化提供理论基础.

摘要： 胶接复合板相对于单一板而言,综合了原有材料的优点,具有造价低、自重轻、比强度高等特点,近年来已被广泛应用于航天等领域.作为传递位移和应变的中介,界面特性必将在宏观上影响材料的力学行为.例如,为加强材料整体拉伸剪切强度和粘接抗拉强度,界面粘接层厚度必须控制在合理范围内:太厚则强度不够;太薄则缺胶.对于高精尖领域,为确保胶接复合板部件的使用安全以及避免后期的频繁替换,出厂前需进行批次一致性检测,因此针对不同批次产品界面特性的细微差异进行监测显得尤为重要.鉴于非线性兰姆波具有敏感性高且可检测结构内部的特点,本文拟就界面特性发生变化时对兰姆波非线性效应所产生的影响进行数值分析,其结果可为定征复合板界面特性的微小变化提供理论基础.

摘要： 胶接复合板相对于单一板而言,综合了原有材料的优点,具有造价低、自重轻、比强度高等特点,近年来已被广泛应用于航天等领域.作为传递位移和应变的中介,界面特性必将在宏观上影响材料的力学行为.例如,为加强材料整体拉伸剪切强度和粘接抗拉强度,界面粘接层厚度必须控制在合理范围内:太厚则强度不够;太薄则缺胶.对于高精尖领域,为确保胶接复合板部件的使用安全以及避免后期的频繁替换,出厂前需进行批次一致性检测,因此针对不同批次产品界面特性的细微差异进行监测显得尤为重要.鉴于非线性兰姆波具有敏感性高且可检测结构内部的特点,本文拟就界面特性发生变化时对兰姆波非线性效应所产生的影响进行数值分析,其结果可为定征复合板界面特性的微小变化提供理论基础.

摘要： 胶接复合板相对于单一板而言,综合了原有材料的优点,具有造价低、自重轻、比强度高等特点,近年来已被广泛应用于航天等领域.作为传递位移和应变的中介,界面特性必将在宏观上影响材料的力学行为.例如,为加强材料整体拉伸剪切强度和粘接抗拉强度,界面粘接层厚度必须控制在合理范围内:太厚则强度不够;太薄则缺胶.对于高精尖领域,为确保胶接复合板部件的使用安全以及避免后期的频繁替换,出厂前需进行批次一致性检测,因此针对不同批次产品界面特性的细微差异进行监测显得尤为重要.鉴于非线性兰姆波具有敏感性高且可检测结构内部的特点,本文拟就界面特性发生变化时对兰姆波非线性效应所产生的影响进行数值分析,其结果可为定征复合板界面特性的微小变化提供理论基础.

摘要： 蠕变是与时间相关的缓慢物理变形,对于长期工作于高温、高应力状态的结构,其蠕变不可忽略,材料的抗蠕变性能是重要的力学性能.材料的蠕变性能指标有蠕变极限和持久强度,两者均以极限应力来衡量材料蠕变性能,即结构件工作应力值不可超过蠕变极限或持久强度.专用设备转子长期超高速旋转,应力极高,分布复杂,且蠕变会导致转子工作期间应力不断变化,传统的材料蠕变性能指标无法考虑转子工作期间应力的变化,是十分保守的,无法直接用于专用设备转子结构.为此需建立一套考虑结构应力变化且适用于专用设备转子结构的材料蠕变性能指标,并且可以用来评判该材料是否满足设计寿命内的可靠性要求.本文以材料蠕变模型为切入点,建立了一种针对结构件的材料蠕变性能指标的确立方法.首先,对模型作合理变形,定义了描述材料蠕变速率对应力敏感程度的特征参数,将材料蠕变模型映射到直角坐标系,坐标平面内每一个点将表示一个蠕变模型.然后通过有限元分析,得到寿命期内转子最大蠕变应变达到设计允许最大值时的各个蠕变模型,这些模型将映射成为坐标平面内一条直线,直线将坐标平面划分为两个区域,即最大蠕变应变大于设计允许值和小于设计允许值区域,并以此判断材料蠕变性能.

摘要： 蠕变是与时间相关的缓慢物理变形,对于长期工作于高温、高应力状态的结构,其蠕变不可忽略,材料的抗蠕变性能是重要的力学性能.材料的蠕变性能指标有蠕变极限和持久强度,两者均以极限应力来衡量材料蠕变性能,即结构件工作应力值不可超过蠕变极限或持久强度.专用设备转子长期超高速旋转,应力极高,分布复杂,且蠕变会导致转子工作期间应力不断变化,传统的材料蠕变性能指标无法考虑转子工作期间应力的变化,是十分保守的,无法直接用于专用设备转子结构.为此需建立一套考虑结构应力变化且适用于专用设备转子结构的材料蠕变性能指标,并且可以用来评判该材料是否满足设计寿命内的可靠性要求.本文以材料蠕变模型为切入点,建立了一种针对结构件的材料蠕变性能指标的确立方法.首先,对模型作合理变形,定义了描述材料蠕变速率对应力敏感程度的特征参数,将材料蠕变模型映射到直角坐标系,坐标平面内每一个点将表示一个蠕变模型.然后通过有限元分析,得到寿命期内转子最大蠕变应变达到设计允许最大值时的各个蠕变模型,这些模型将映射成为坐标平面内一条直线,直线将坐标平面划分为两个区域,即最大蠕变应变大于设计允许值和小于设计允许值区域,并以此判断材料蠕变性能.

摘要： 蠕变是与时间相关的缓慢物理变形,对于长期工作于高温、高应力状态的结构,其蠕变不可忽略,材料的抗蠕变性能是重要的力学性能.材料的蠕变性能指标有蠕变极限和持久强度,两者均以极限应力来衡量材料蠕变性能,即结构件工作应力值不可超过蠕变极限或持久强度.专用设备转子长期超高速旋转,应力极高,分布复杂,且蠕变会导致转子工作期间应力不断变化,传统的材料蠕变性能指标无法考虑转子工作期间应力的变化,是十分保守的,无法直接用于专用设备转子结构.为此需建立一套考虑结构应力变化且适用于专用设备转子结构的材料蠕变性能指标,并且可以用来评判该材料是否满足设计寿命内的可靠性要求.本文以材料蠕变模型为切入点,建立了一种针对结构件的材料蠕变性能指标的确立方法.首先,对模型作合理变形,定义了描述材料蠕变速率对应力敏感程度的特征参数,将材料蠕变模型映射到直角坐标系,坐标平面内每一个点将表示一个蠕变模型.然后通过有限元分析,得到寿命期内转子最大蠕变应变达到设计允许最大值时的各个蠕变模型,这些模型将映射成为坐标平面内一条直线,直线将坐标平面划分为两个区域,即最大蠕变应变大于设计允许值和小于设计允许值区域,并以此判断材料蠕变性能.

摘要： 蠕变是与时间相关的缓慢物理变形,对于长期工作于高温、高应力状态的结构,其蠕变不可忽略,材料的抗蠕变性能是重要的力学性能.材料的蠕变性能指标有蠕变极限和持久强度,两者均以极限应力来衡量材料蠕变性能,即结构件工作应力值不可超过蠕变极限或持久强度.专用设备转子长期超高速旋转,应力极高,分布复杂,且蠕变会导致转子工作期间应力不断变化,传统的材料蠕变性能指标无法考虑转子工作期间应力的变化,是十分保守的,无法直接用于专用设备转子结构.为此需建立一套考虑结构应力变化且适用于专用设备转子结构的材料蠕变性能指标,并且可以用来评判该材料是否满足设计寿命内的可靠性要求.本文以材料蠕变模型为切入点,建立了一种针对结构件的材料蠕变性能指标的确立方法.首先,对模型作合理变形,定义了描述材料蠕变速率对应力敏感程度的特征参数,将材料蠕变模型映射到直角坐标系,坐标平面内每一个点将表示一个蠕变模型.然后通过有限元分析,得到寿命期内转子最大蠕变应变达到设计允许最大值时的各个蠕变模型,这些模型将映射成为坐标平面内一条直线,直线将坐标平面划分为两个区域,即最大蠕变应变大于设计允许值和小于设计允许值区域,并以此判断材料蠕变性能.

摘要： 本发明公开了一种基于Ls‑Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法，具体地说是设置特定试验工况矩阵，通过静态和动态试验获得材料在不同应力状态下的应力‑应变曲线，建立各工况的仿真标定模型，按照一定的仿真标定顺序，完成在不同工况下，仿真与试验曲线拟合度均达到90％以上的材料卡片，实现对塑料非金属材料断裂失效特性的准确仿真模拟。该标定方法增加了双向拉伸、剪切、压缩、拉伸工况下等效应变失效数值和不同应力三轴度下等效断裂失效系数等参数，明确了仿真标定阶段中，各工况的标定顺序和标定规则，可显著降低MAT187材料卡的标定难度，缩短材料卡标定周期，提升材料卡整体标定精度。

摘要： 本发明公开了一种通过改变金属材料梯度纳米孪晶结构提高材料力学性能的方法，属于纳米结构金属材料技术领域。该方法是利用金属材料微观结构与力学性能的内在规律来提高材料力学性能；所述金属材料具有梯度纳米孪晶结构，所述金属材料微观结构与力学性能的规律是指通过改变纳米孪晶结构的梯度大小调控金属材料的力学性能。该方法综合了纳米孪晶强化和梯度结构两种强化方法，可显著提高金属材料的力学性能。利用电解沉积制备技术制备出的梯度纳米孪晶结构纯铜材料：屈服强度高达481±15MPa，抗拉强度高达520±12MPa，同时均匀延伸率可达到7±0.5％，断裂延伸率可达到11.7±1.3％％。

摘要： 本发明提供了一种基于细观力学的单向纤维复合材料力学性能预测方法，该方法可快速获取复合材料的等效弹性常数，同时可考虑纤维形状对复合材料力学性能的影响。包括：1)获取复合材料纤维的特征信息，所述特征信息包括纤维截面的几何参数以及纤维体积分数；2)根据步骤1)获取的特征信息构建等效细观分析模型；3)基于步骤2)构建的等效细观分析模型，采用基于细观力学的均匀化方法，构建复合材料微元的细观力学控制方程，获得复合材料不同方向的等效弹性常数计算公式；4)将步骤3)获得的复合材料不同方向的等效弹性常数计算公式，与纤维和基体的材料参数结合，获取复合材料的等效性能参数，预测复合材料力学性能。

摘要： 本发明属于复合材料、材料基因工程技术领域，公开了一种确定复合材料基因组和复合材料力学性能关系的方法，基于材料基因组结合深度学习预测复合材料力学性能的方法，从材料组分上来预测碳纤维复合材料的力学性能，比传统的宏观理论推导或仿真模拟更为准确且省时，同时更能够反映出碳纤维复合材料的组分参数与力学性能之间的关系。

摘要： 本发明公开了一种基于Ls‑Dyna187号材料卡的材料力学性能标定方法，具体地说是设置特定试验工况矩阵，通过静态和动态试验获得材料在不同应力状态下的应力‑应变曲线，建立各工况的仿真标定模型，按照一定的仿真标定顺序，完成在不同工况下，仿真与试验曲线拟合度均达到90％以上的材料卡片，实现对塑料非金属材料断裂失效特性的准确仿真模拟。该标定方法增加了双向拉伸、剪切、压缩、拉伸工况下等效应变失效数值和不同应力三轴度下等效断裂失效系数等参数，明确了仿真标定阶段中，各工况的标定顺序和标定规则，可显著降低MAT187材料卡的标定难度，缩短材料卡标定周期，提升材料卡整体标定精度。

摘要： 本实用新型公开了一种便于调节的材料力学性能检测夹具及其力学试验装置，具有接头、锁紧螺母、支撑柱、连接块和下滑座，所述连接块通过锁紧螺母设于接头上，所述下滑座设于支撑柱和连接块上，所述下滑座上设有滑动底板，所述滑动底板上设有第一夹具固定板和第二夹具固定板，所述第一夹具固定板中心端开设有螺纹孔且设有第一夹具螺杆，所述螺纹孔为内螺纹，所述第一夹具螺杆上至少部分区域具有外螺纹；所述第二夹具固定板中心端开设有螺纹孔且设有第二夹具螺杆，所述螺纹孔为内螺纹，所述第二夹具螺杆上至少部分区域具有外螺纹。该夹具结构简单，便于调节且使用灵活度高，对不同材料尺寸都具有适应性。

摘要： 本实用新型涉及冷冲压模技术领域，具体为材料力学性能检测用万能材料试验机冷冲压模装置，包括底座，所述底座的顶板的四个拐角处均分别固定安装有导向柱，四根所述导向柱之间滑动安装有安装板，所述安装板上设置有冲压头，所述底座顶板的中心位置处设置有冲压台，所述冲压台内设置有下模具，所述底座上分别设置有具有正反转电机的固定机构和具有处理箱的辅助机构。通过设置螺纹杆、螺纹筒、滑轨、加强杆和限位组件的配合使用，可以在冲压过程中对下模具进行固定限位，保证板材不会偏移，且可以根据下模具的尺寸及时进行调整，在冲压过程中，限位组件不会轻易对工件的形变造成干扰，导致工件成型出现误差的情况发生。

摘要： 本实用新型涉及万能材料试验机技术领域，具体为材料力学性能检测用具有防护机构的万能材料试验机，包括壳体，所述壳体的顶部固定安装有两根立柱，两根所述立柱的顶端之间固定安装有横杆。本实用新型中，通过将需要检测的式样放入两个专用夹具之间固定，此时拉索被绕绳辊收卷，活动框位置高于拉伸组件，当设备开启时，电机转动使得绕绳辊放下拉索，活动框下降挡住底部，实现对实验人员的防护，无需手动关闭，操作简单，通过控制电动推杆开启使得柱形壳体伸出到壳体的顶部，出风口对准两个专用夹具，然后开启第一连接管和半导体制冷器，风筒将半导体制冷器产生的冷气吹向专用夹具的表面，实现快速冷却，方便下次实验，节省等待时间。

摘要： 本实用新型涉及材料试验机技术领域，具体为材料力学性能检测用万能材料试验机夹具，包括试验机体底座、升降装置、连接机构和夹持机构。通过将固定块固定在升降装置上，然后通过螺纹将拉力传感器与安装块连接，通过第一滑块将另一个安装块安装在试验机体底座上，达到了方便将夹具拆卸和安装，方便进行清理，保证夹具工作时的稳定性，有效降低试验机的测量误差的效果和转动转盘，使得螺纹杆在轴承内转动，使得螺纹杆与螺母内螺纹啮合，产生推力，使得第一夹块和第二夹块靠近，使得弹簧和伸缩杆收缩，弹簧产生反作用力对材料进一步固定，达到了可以对不同外形的的材料进行固定夹持，扩大装置适用面的效果。

摘要： 本实用新型公开了一种材料力学检测材料准备装置，包括材料准备装置固定架、材料准备切割固定件、高度调节装置、转动调节切割装置、材料夹紧固定板、夹紧滑动槽和夹紧驱动装置，所述材料准备切割固定件设于材料准备装置固定架上壁上，所述高度调节装置设于材料准备切割固定件上，所述转动调节切割装置设于材料准备切割固定件上，所述夹紧驱动装置设于材料准备装置固定架上，所述材料夹紧固定板设于夹紧驱动装置上，所述夹紧滑动槽设于材料准备装置固定架上。本实用新型属于材料力学检测材料准备装置技术领域，具体是一种材料力学检测材料准备装置，可对检测材料进行不同形状和尺寸的切割操作，实现了不同尺寸不同大小的材料准确切割的技术效果。