新工科背景下材料力学教学体系探索与实践——以土木交通大类专业为例

新工科背景下,工科专业的培养目标和方式不断发生变革,高校肩负着培养高素质复合型新工科人才的使命,课程成为教学改革的重要落脚点。材料力学作为工科专业的基础课程,在培养创新型工程技术人才方面具有重要意义,其课程教学改革势在必行。教学团队分析了材料力学课程的教学现状,针对课程强理论性、逻辑性、工程实践性等特征,课程教学中存在的教学内容枯燥、推导过程抽象、评价体系生硬等问题,以OBE(Outcome Based Education)理念为基础,充分利用信息化资源优势,在课程教学内容、讲授方式、考核方式等方面进行了创新探索,提出了“Interest+Understand+Application”的创新教学体系(简称为“IUA”创新教学体系),旨在提升学生学习兴趣、深化学生内容理解、强化学生知识应用。东南大学土木交通大类专业对该教学体系进行了实践,包括引入工程案例、利用校内及在线资源丰富课堂形式、改进课程评价方式等。通过评估学生课堂满意度调查、学生知识掌握能力、学生课外实践成果等,证明了该教学体系改革成效显著。

武汉天兴洲公铁两用长江大桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装设计与施工

武汉天兴洲公铁两用长江大桥为双塔三索面三主桁公铁两用斜拉桥,对该桥公路桥主桥钢桥面环氧沥青混凝土铺装的设计与施工进行研究。采用通用有限元程序ADINA建立铺装结构局部梁段模型,根据有限元分析结果并结合该桥结构与环境条件确定环氧沥青铺装层厚度为60 mm,根据材料及铺装结构性能优化环氧沥青混合料并确定铺装层结构形式。针对该桥结构与环境条件,施工中采用粘结料智能洒布、施工时温控制与施工养护等关键技术。目前,该桥已经全线贯通,运营情况良好。

姜黄素对血管损伤后内膜增生的影响

目的 观察姜黄素对家兔髂动脉球囊损伤后血管内膜增生的影响。方法 取新西兰大白兔 3 0只 ,随机分为对照组 (G1)、阿托伐他汀组 (G2 )和姜黄素组 (G3 ) ,每组 10只。所有实验动物在高脂饮食的基础上分别予生理盐水 5mL/d、阿托伐他汀 2 .5mg/(kg·d)、姜黄素10 0mg/(kg·d)灌胃给药 ,1周后制做髂动脉内膜球囊损伤模型。实验第 5周检测血脂并取目的血管 ,经HE、弹力纤维染色观察血管内膜增生情况。结果 G3及G2组血甘油三酯 (TC)、胆固醇 (TG)及低密度脂蛋白 (LDL)均明显降低 (P均 <0 .0 1) ,高密度脂蛋白 (HDL)升高 ,病理切片显示姜黄素可显著抑制血管内膜增生。结论 姜黄素能降低高脂饮食家兔TC ,TG及LDL ,升高HDL ,同时具有减轻髂动脉球囊损伤后内膜增生作用 。

基于简单性能试验的环氧沥青混合料动态模量研究

为了探索钢桥面铺装用热固性环氧沥青混合料的动态模量规律,首先通过简单性能试验(SPT)分析了不同影响因素下环氧沥青混合料动态模量值的变化规律,并将其同其他常用沥青混合料的动态模量进行对比;进而根据时温等效原理,通过最小二乘拟合分析建立了环氧沥青混合料动态模量的预估模型.结果表明:环氧沥青混合料的动态模量值比相同试验条件下其他材料的动态模量值大,同时,环氧沥青混合料的动态模量值随温度的升高而减小,随加载频率的升高而增大.最后建立了参考温度为20℃时环氧沥青混合料的动态模量主曲线,为环氧沥青桥面铺装的设计与分析提供了材料动态参数.

姜黄素诱导的平滑肌细胞凋亡在球囊损伤后内膜增生中的作用

目的:观察姜黄素对家兔髂动脉球囊损伤后血管内膜增生的影响。方法:新西兰大白兔30只,随机分为3组:对照(C1)组、阿托伐他汀(G2)组、姜黄素(G3)组,每组各10只。所有实验组在高脂饮食基础上均予灌胃给药,其中G3组予姜黄素100mg/(kg·d),G2组予阿托伐他汀2.5mg/(kg·d),G1组予生理盐水5ml/d。1周后制作髂动脉球囊损伤模型,5周后取目的血管,经苏木精-伊红、弹力纤维染色观察内膜增生情况,同时电镜观察细胞凋亡,并检测凋亡基因p53、Caspase3。结果:病理切片图像分析显示内膜增生程度由强到弱为:G1组>G2组>G3组。在G3组p53表达明显增高,其他两组无差异(P>0.05)。Caspase3表达以G3组最高。电镜观察G3组平滑肌细胞可呈早中期凋亡现象。结论:姜黄素具有诱导血管平滑肌细胞凋亡作用,在一定程度上抑制血管内膜增生。

血清胆固醇与炎症因子和冠心病斑块稳定性的相关性分析

目的：探讨血清胆固醇、炎症因子和冠心病斑块稳定性的相关关系。方法：2013年7月~2014年5月南京医科大学第一附属医院收治的冠心病患者107例,其中55例稳定性心绞痛（stable angina pectoris,SAP）患者为SAP组,52例急性冠状动脉综合征（acute coronary syndrome,ACS）患者为ACS组,并选取相同时期非冠心病患者96例为对照组。主要观察总胆固醇（total cholesterol,TC）、低密度脂蛋白胆固醇（low density lipoprotein cholesterol,LDL-C）、总胆红素（total bilirubin,TBil）、超敏C反应蛋白（high sensitive C reactive protein,hs-CRP）、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor,TNF）-α、白介素（interleukin,IL）-6等炎症因子和斑块稳定性的相关关系。结果：ACS组TC和LDL-C分别为（6.38±1.17）mmol/L和（5.63±1.12）mmol/L,均高于SAP组[TC（4.51±1.06）mmol/L、LDL-C（4.42±1.05）mmol/L],且均高于对照组,差异具有统计学意义（P〈0.05）;ACS组TBil为（6.28±0.74）μmol/L,SAP组TBil为（9.96±1.02）μmol/L,均低于对照组,差异具有统计学意义（P〈0.05）。ACS组Hs-CRP、IL-6和TNF-α分别为（19.06±3.72）mg/L、（57.35±4.14）pg/L和（38.11±2.64）pg/L,均高于SAP组[hs-CRP（11.31±2.15）mg/L、IL-6（29.60±3.08）pg/L和TNF-α（26.82±2.13）pg/L],且均高于对照组,差异具有统计学意义（P〈0.05）。结论：冠心病患者血中TC、LDL-C、IL-6、TNF-α和Hs-CRP等明显增高,并与斑块稳定性呈正相关。

国产环氧沥青混凝土施工关键技术研究

为了保证国产环氧沥青混凝土在钢桥面铺装中的顺利施工,针对国产环氧沥青的性能特点,研究了国产环氧沥青混凝土施工过程中的时温控制关键节点,并探讨了国产环氧沥青混凝土施工过程中环境参数的影响。最后结合工程实例,对国产环氧沥青混凝土施工各环节的施工要点进行研究。

钢桥面沥青铺装裂缝处治技术效果评价

为了对钢桥面沥青铺装裂缝修复效果进行评价,通过沥青混合料小梁疲劳试验,分析无裂缝小梁和修复后小梁的疲劳性能以及不同裂缝槽口型式对修复后小梁疲劳性能的影响.试验表明,修复后小梁的极限弯拉强度与无裂缝小梁相比下降不明显,修复后小梁的疲劳寿命有较大程度下降;全断面修复使用性能较部分断面修复更为优异.不同槽口型式修复小梁试验结果表明,10 mm×10 mm、20 mm×10 mm槽口型式修复效果更佳.

基于直接微分法的水下结构声学快速敏感度分析

在降低结构振动噪声方面,结构声学优化方法展现了很高的应用潜力,并越来越受到研究者们的重视。通过结构声学敏感度分析建立辐射声场与结构材料属性和结构形状参数的关系,结合优化算法可设计出低辐射噪声和高声隐身性能的水下航行结构。发展耦合有限元法与快速多极高阶非连续边界元法进行流固耦合问题的敏感度分析,克服传统耦合算法的计算精度低,内存占有量高,难以进行大规模实际问题的计算等问题。设计变量可选为流体密度、结构密度、泊松比、杨氏模量、壳厚度和形状参数等。针对不同设计变量,采用直接微分法分别推导出结构声学系统和辐射声功率敏感度表达式。通过带有解析解的水下点激励球壳算例验证算法的正确性与有效性,并通过简化潜艇算例展示该算法在大规模实际问题上的应用潜力。

表面活性剂对中高浓度石油污染土壤淋洗效果研究

针对土壤石油污染问题,运用单一变量法研究了8种单一表面活性剂及4种复合表面活性剂对石油烃的淋洗效果,并对淋洗条件进行优化。结果表明:质量比为1∶2∶2的复合表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)、卵磷脂与聚氧乙烯失水山梨醇单油酸酯(Tw80)较适合用于中高浓度石油污染土壤修复。其最佳淋洗条件为浓度10 g/L,pH值5,液固比15∶1,温度50℃,振荡时间3 h;淋洗前后土壤中的养分并未明显流失。

沥青路面坑槽修补界面失效机理分析

为探究沥青路面坑槽修补后新老沥青混凝土界面的失效机理,采用老化试验模拟不同服役时期的沥青混凝土,设计复合试件直剪试验测定新老沥青混凝土界面的抗剪性能.采用数值模拟分析了坑槽修补界面的剪应力特征,研究了新老沥青混凝土模量差、界面黏结状态和原路面材料初始模量对坑槽修补界面力学响应的影响.结果表明:界面抗剪强度随新老沥青混凝土模量差的增大而降低,界面两侧剪应力差随模量差的增大而增大;剪切破坏首先发生在修补界面的底部,进而在老沥青混凝土内部逐渐向上扩展;在界面黏结减弱的过程中,摩擦系数的改变对界面两侧剪应力差的影响很小;原路面材料的初始模量越小,模量差对界面两侧剪应力差的影响越大.因此,在进行沥青路面坑槽修补时,应选择与原路面模量相近或稍大的修补材料,以获得更好的整体修补效果.

沥青路面坑槽修复效果现场量化评价技术

为了进行沥青路面坑槽修复效果的现场量化评价,研究了坑槽修复效果量化评价指标标准及其应用.首先提出了平均存活率及预期平均修复寿命这2个沥青路面坑槽修复效果现场量化评价指标,并确定了适用于不同等级道路的修复效果量化评价标准.进而提出了路面坑槽修复区使用性能分级指标,结合德尔菲诺法和层次分析法确定了指标参数计算权重,给出了计算模型.最后通过工程案例现场量化评价了不同修复材料组合的修复效果并给出决策推荐:冷补料LB-2的预期平均修复寿命为24周,可作为临时修补方案; SM A13与环氧树脂黏结剂方案组合预期平均修复寿命为138周,可作为永久修补方案.

梁在动荷载作用下若干参数的测试技术研究

应用应变片电阻应变测量的方法研究了简支梁和悬臂梁在动荷载的作用下的若干动态参数,包括动荷系数,固有频率,阻尼系数等。详细叙述了用应变片电阻应变测量技术测定简支梁和悬臂梁的参数的过程以及数据处理的方法;并对所测定的简支梁和悬臂梁的动态参数的准确性进行讨论,指出方案中的优点和不足。

不同采收期山茱萸总有机酸的含量变化规律研究

山茱萸是山茱萸科植物山茱萸（Cornus officinalis Sieb·etZucc·）除去果核的干燥成熟果肉[1],主产于我国的河南、浙江、陕西等省,具有补益肝肾、涩精固脱的功效,为常用中药材。现代研究证明：山茱萸中含有多种成分,如环烯醚萜苷类、有机酸类、鞣质类、多糖、氨基酸、维生素及矿质元素等。其中有机酸种类多、含量丰富,如熊果酸、齐墩果酸等[2]。

姜黄素对大鼠心肌梗死后炎症反应的抑制作用及其机制

目的:探讨姜黄素对大鼠心肌梗死(myocardial infarction,MI)后炎症反应的抑制作用及相应机制。方法:采用Wistar大鼠,通过结扎冠状动脉建立MI模型,观察姜黄素对于梗死后不同时间心肌组织中炎症反应和炎症因子表达的影响,探讨其相关的分子生物学机制。结果:与对照组比较,姜黄素的使用明显改善MI后28 d的心脏功能,并降低MI后梗死区1、7、14及28 d的炎症细胞浸润;进一步研究显示姜黄素降低了大鼠MI后不同时段肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6的表达,并抑制NF-κB和JAK-1/SATA3信号通路的激活。结论:姜黄素可通过抑制MI后炎症相关信号通路的激活来减少梗死区炎症细胞的浸润和炎症因子的分泌,减缓炎症反应,从而起到改善血流动力学、减轻心室重构和维护心功能的保护作用。

基于Burton-Miller边界元法的不同类型单元计算精度对比

为了提高边界元法的计算精度和对具有复杂边界形状实际问题的应用能力,发展并应用非连续线性和二次边界单元进行数值计算.使用传统边界积分方程计算外声场,通过带有解析解数值算例,对比不同类型单元的计算精度,得到最有效的单元类型.然而使用传统边界积分法,在某些虚假特征频率处会产生解的非唯一性问题,Burton-Miller方法可以有效地克服这一问题.基于Burton-Miller法得到的非连续线性和二次单元的优化节点位置并不在勒让德多项式零点位置上,虽然表现得不像传统边界元法那样规律和统一,但是合适的经验值仍然被给出.

MAPK在eNOS基因转染对心肌梗死后心脏保护中的作用

目的:eNOS及NO在心肌梗死后减轻心脏重塑和细胞凋亡方面发挥着重要作用,然而,eNOS的抗炎作用、MAPK在eNOS/NO介导的心脏重塑作用仍不清楚。方法:采用Wistar大鼠,实验分为24h组和7天组,分别观察eNOS基因转染对心肌梗死后炎症、信号通道蛋白表达、心脏功能和心室重塑的影响。心肌梗死前4天通过心脏表面注射进行局部eNOS基因转染,通过免疫组化和测定NO的产量观察eNOS基因的转染情况;采用颈动脉插管法测定心脏功能;采用Masson染色检测心肌梗死面积;免疫组化检测ED-1表达观察炎症情况。采用Westernblot法检测eNOS基因转染对心肌MAPKs信号通道蛋白表达的影响。结果:研究发现eNOS基因转染后,eNOS表达明显增加,NO生成明显提高,与MI对照组及Ad.Null组比较[(0.42±0.09)vs(0.18±0.06)or(0.16±0.05)nmol/mg,n=7,P<0.01]。与MI组及Ad.Null组比较,eNOS基因转染能明显减少心肌梗死后ED-1的表达、心肌梗死面积[(22.5±2.8%)vs(46.4±2.9%)or(43.5±3.3%),n=7,P<0.01],心脏功能明显改善。P38MAPK、JNK表达明显减少。结论:与其他实验组比较,eNOS基因转染后心肌梗死导致的炎症明显减轻、心肌梗死面积明显减少、心脏功能明显改善,eNOS基因对心脏的保护作用可能与抑制P38MAPK、JNK的表达有关。eNOS的这种心脏保护作用可以被L-NAME所阻断。

基于坐标转换的回转表面形状误差最小二乘评定

针对回转表面评定中最小二乘拟合对迭代初值依赖性强、对回转轴方向和测点分布具有限制的不足,提出了一种基于最小二乘法的回转表面通用评定方法,该方法通过被测表面上离散点坐标的旋转和平移,将非线性优化模型线性化。通过实例进行了试验验证,结果表明,该方法简单易行,鲁棒性好,可快速有效正确地评定任意轴线方向的回转表面形状误差。

铝与硫酸铜反应异常实验探究

苏教版《实验化学》选修模块在专题2中设置了一个比较新的实验——“铝表面氧化膜的实验探究”，其中一个实验为“取三小块铝片，将其中两块铝片分别用砂纸擦去表面的氧化膜。