国内一流大学工程力学本科专业课程体系比较研究

在国家加快建设高水平本科教育,实施一流本科专业建设的“双万计划”,实现高等教育的内涵发展与质量提升的背景下,该文对国内知名重点高校的工程力学本科专业在课程结构体系设置、课程教学内容安排、授课与学习方式等方面进行深入调研对比研究,总结课程体系特点,汲取启示,取长补短,为工程力学国家一流专业建设提供借鉴参考。

铁道桥梁类本科生材料力学工程案例教学探索

材料力学教学中,为了提高学生们的学习兴趣和解决工程实际问题的能力,结合铁道桥梁类本科生的专业特点,分析了部分工程案例。该教学模式一方面可以进一步加深学生对材料力学基本知识和概念的理解,另一方面可提高学生利用所学知识解决专业领域具体问题的能力,激发学生学习的积极性和主动性。多年的教学实践证明了该教学模式的有效性。

工程力学实验中心开放综合性、设计性实验室的初步探索

针对石家庄铁道大学重点培养一线工作的工程技术人员的学校特色,结合学校的定位与力学学科特点,工程力学实验中心创建了"综合性设计性实验室",为全校本科生搭建研究创新型实验平台。为了让综合性设计性实验室更好地发挥作用,现拟向部分在校本科生开放,本文对"开放综合性设计性实验室"做出了初步研究和探索,并对开放后实验室的定位、政策与运行管理、研究综合性设计性实验的实施方式、以及学生的考评办法和预期取得的成果进行了一系列的探讨。

基于OBE理念的“工程力学实验”课程教学改革研究

“工程力学实验”是锻炼学生的动手能力,培养其创新思维,提高其独立分析问题和解决问题能力的重要课程,然而课程教学过程中存在教学模式固化、考核方式不全面、缺少反馈机制等问题。结合OBE教学理论,以学生的知识及能力目标为导向,重构课程模式,整合实验教学内容,探索新型教学模式,完善评价考核体系,开拓新型教育教学手段,激发学生主动学习、探究学习的热情,提高学生自主学习、深度学习的能力,从而实现应用型高校本科人才的培养。

工程力学实验教学思考

本文结合作者多年来的教学心得,深度剖析了工程力学实验课程的现状,分析了产生相关问题的原因,并提出了响应的解决办法,希望可以为课程的建设和发展提供一y定的帮助.

基于智能驾驶电动汽车的多车-桥梁耦合系统动力学特性研究

迫于能源和环保问题的压力,电动汽车及智能驾驶受到了各国高度重视.轮毂电机驱动电动汽车车轮振动剧烈,与桥梁路面动力学相互作用更加突出,现有研究主要针对传统汽车,关于电动车轮与公路桥梁接触动力学相互作用及智能驾驶车队的多车-桥梁耦合作用研究尚不多见.本文以轮毂电机驱动电动汽车为研究对象,考虑车轮和桥面多点接触关系,研究了两个智能驾驶汽车过桥时的车桥耦合动力学特性.分析了电机质量、电机激励、轮胎悬架刚度非线性、车距、车速对系统振动特性的影响,以及桥面不平顺激励、三重耦合激励对电动汽车平顺性的影响.研究表明:车距和车速是影响车-桥系统振动特性的重要因素,在车-桥耦合动态设计中,车距和车速的影响应重点关注;桥面越平坦,电机激励及桥面二次激励对车辆平顺性和道路友好性影响越加显著,当汽车行驶在平坦桥面时两种激励对轮毂电机驱动电动汽车的影响不容忽视.所建模型有望为智能驾驶电动汽车与桥梁的耦合作用研究提供理论参考.

铁尾矿—硅锰渣—赤泥协同制备超高性能混凝土力学性能研究

选用铁尾矿粉、硅锰渣粉和赤泥作为矿物掺合料代替部分普通硅酸盐水泥,协同制备了2种不同水胶比的超高性能混凝土,研究了掺入铁尾矿—硅锰渣—赤泥的超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete,UHPC)的力学性能,探究了铁尾矿粉掺量对UHPC的抗弯强度、劈裂抗拉强度和抗压强度的影响。结果表明:①水胶比较低的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度影响较大,对劈裂抗拉强度影响较小;②水胶比较高的超高性能混凝土中,铁尾矿粉对混凝土抗弯强度的影响与对劈裂抗拉强度的影响基本一致;③随着铁尾矿粉掺量增加,水胶比为0.20和0.25的超高性能混凝土抗压强度降低,硅锰渣—赤泥组超高性能混凝土28 d抗压强度最大降低幅度分别为19.2%和22.9%。上述分析进一步反映出:①铁尾矿粉在超高性能混凝土中的掺量不宜超过矿物掺合料总量的40%;②铁尾矿粉的掺加不利于超高性能混凝土的早期抗压强度提升,但适量掺加铁尾矿粉(20%)有利于超高性能混凝土后期抗压强度增长;③三参数模型系数相对于铁尾矿—硅锰渣—赤泥超高性能混凝土的抗压强度和养护龄期关系相对集中,拟合相关系数较高。

桥梁工程专业思想政治教学探索与实践--以“结构力学”课程为例

当前,立德树人是检验课程教育成效的根本标准。为了更好的完成教书育人的目标,对“结构力学”课程开展思想政治教学探索与实践。针对桥梁工程专业学生的课程教学,从课程的基本概念、受力特点及知识点中挖掘提炼思政元素,培养学生的人文思想,感悟生命哲理,感受生活准则;从古代、近代及现代的桥梁建造中选取典型案例,培养学生家国情怀、工匠精神及专业自信,于润物无声中传递正确的人生观和价值观。

考虑相干路面不平度的车-路-桥耦合系统振动分析

在车-桥耦合振动系统中,路面不平度作为主要激励之一,直接影响着车辆、路面铺装及桥体的动力响应,而在已有的车-桥耦合振动分析中,还少有考虑路面铺装及路面不平度相干性(即左右轮非一致路面不平度)的研究.为获得更接近实际的车-桥耦合振动分析模型,建立了三维车-路-桥耦合(VPBI)系统有限元模型.路面铺装的黏弹性属性用Prony级数表征;路面不平度由逆傅里叶变换法构建,通过左右轮路面不平度相位差引入相干性,采用约束耦合法实现车辆、路面不平度和路面铺装的位移协调,得到三维VPBI系统有限元模型,并分析左右轮非一致路面不平度及其相干强度对车辆、路面铺装和桥体动力响应的影响情况.结果表明,在建立更接近实际的更精细化的三维VPBI计算模型时,须考虑相干路面不平度对系统动力响应的影响.

新形势下当代大学生科技创新能力培育措施探析

当今世界科技革命和产业变革突飞猛进,国际竞争日趋激烈,逐渐聚焦于科技创新领域。科技是国家强盛之基,创新是民族进步之魂。实施以创新为驱动的国家发展战略,增强自主创新能力是根本。作为中华民族伟大复兴的未来建设者,大学生的科技创新能力对国家的发展和进步有举足轻重的作用。基于此,分析了新形势下当代大学生科技创新能力培育工作的重要性和迫切性,以及高等院校在实施过程中遇到的一些难题和挑战。探究符合实际的路径和具体措施,为高校推动、增强大学生创新创业教育的高质量发展寻求对策。

NiO添加剂对高致密Ag-SnO_(2)材料力学和电接触性能的影响

为提高Ag-SnO_(2)电接触材料的综合性能,采用真空热复压技术实现了高效致密化,研究了纳米和亚微米NiO添加剂对力学和耐电弧侵蚀性能的影响及机理。借助电子背散射衍射仪(EBSD)和扫描电子显微镜(SEM)等表征材料的微观结构及电弧侵蚀形貌。结果表明:含纳米NiO添加剂的Ag-SnO_(2)材料的相对密度显著增加,高达99.78%,电导率超过72%IACS。纳米NiO添加剂能够增加材料的抗压强度,而亚微米NiO导致材料的极限应变出现下降趋势。NiO添加剂可显著改善Ag-SnO_(2)材料的耐电弧侵蚀性能,抑制电极表面高温蒸发和孔洞产生。由于燃弧能量明显下降和熔池粘度增加,材料的质量损失明显减少。与无NiO的材料相比,含有亚微米NiO材料的晶粒得到细化,质量损失最低,阳极和阴极分别下降36.5%和43.8%。

玄武岩纤维活性粉末混凝土动态力学性能试验研究

为揭示玄武岩纤维活性粉末混凝土(BFRPC)的动态力学性能,针对长度分别为6 mm和12 mm的纤维,分别成型了纤维体积掺量为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%、0.30%的玄武岩纤维活性粉末混凝土试件,并采用Φ50mm的分离式霍普金森压杆(SHPB)装置进行BFRPC冲击压缩试验,获得BFRPC应力-应变曲线,研究玄武岩纤维体积掺量和冲击应变率对BFRPC动态抗压强度、临界应变、动态强度增长因子、动态弹性模量和韧性的影响。基于BFRPC动态应力-应变曲线和Z-W-T模型,建立BFRPC动态损伤本构模型。研究结果表明:玄武岩纤维的掺入能显著提高活性粉末混凝土(RPC)的抗变形和吸能能力,BFRPC的动态抗压强度等力学性能随着平均应变率的增大而近似线性增长;长度为6 mm的纤维对BFRPC抗冲击性能的提高效果更好,玄武岩纤维最优掺量为0.2%;动态损伤模型计算的应力-应变曲线与试验结果相符,适用于BFRPC抗冲击设计。研究结论为玄武岩纤维活性粉末混凝土的应用提供理论参考。

高温后混杂纤维RPC单轴受压应力-应变关系

对120个经20～900℃作用后、尺寸为70．7mm×70．7mm×228．0mm的混杂纤维活性粉末混凝土（RPC）试件进行了单轴受压试验，分析了纤维掺量和经历温度对混杂纤维RPC轴心抗压强度、弹性模量、峰值应变和受压应力一应变曲线的影响．结果表明：相同高温作用后，钢纤维掺量为1％（体积分数）的混杂纤维RPC抗压强度最低，而钢纤维掺量为2％，聚丙烯纤维掺量不同的混杂纤维RPC抗压强度差别不大；轴心抗压强度和弹性模量随经历温度的升高先增大后减小，且弹性模量下降速度比抗压强度快；经历温度为600℃时，峰值应变达到最大值，且峰值点前应变迅速增大，峰值点后呈线性减小．通过回归分析，建立了抗压强度、弹性模量和峰值应变随温度变化的计算公式，提出了用五次多项式和有理分式表达的混杂纤维RPC应力-应变曲线方程．与普通混凝土和高强混凝土相比，混杂纤维RPC具有更优越的抗高温性能．

钢筋活性粉末混凝土简支梁受弯力学性能试验与计算

活性粉末混凝土(RPC)与普通混凝土(OC)相比,具有超高的强度、高韧性和优异的耐久性,其构件承载力与刚度计算方法必然不同于普通混凝土构件。该文对4根钢筋活性粉末混凝土简支梁开展受弯性能足尺试验,获得了梁的开裂弯矩、极限弯矩及荷载-跨中位移曲线,揭示了RPC简支梁受弯变形特征与破坏模式,推导了钢筋RPC简支梁的开裂弯矩与正截面受弯承载力计算公式。结果表明:钢纤维RPC极限压应变为4394με~5200με,开裂应变为690με~820με,均远大于普通混凝土;由于添加了钢纤维,公式推导时必须考虑RPC拉区拉应力的影响,推导所得开裂弯矩、正截面受弯承载力及刚度公式计算值与试验值吻合较好,计算公式具有较高的精度,可用于钢筋RPC梁的设计计算。

车-简支梁桥耦合振动系统中全局最大动力响应研究

本文采用四分之一车辆模型和等截面简支梁模型,建立了车-桥耦合振动计算模型,分析了车辆匀速驶过桥梁时,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力的全局最大值及发生的位置.进一步分析计算了车速、车距和桥梁模态截断阶数对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值的影响.结果表明,车速对桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值影响较大,全局最大动挠度和全局最大动弯矩均出现在跨中附近,车速不同位置也不同,而全局最大动剪力均出现在车辆下桥的梁端;两车同时上桥时,前后车车距越大,桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值越小,当达到一定车距时,三者不再减小且与单车情况相同;为提高桥梁动挠度、动弯矩、动剪力全局最大值计算精度,桥梁模态截断阶数宜分别大于3阶、6阶、7阶.

弹性力学中小边界的应力边界条件

弹性力学问题的解要满足平衡方程、几何方程和物理方程，同时，在边界上要满足边界条件．因此，正确写出边界条件是弹性力学中比较重要的一个环节．在大部分边界上，边界条件要精确满足．在小部分边界上，如果只知道物体所受面力的合力，而面力的分布方式并不明确，变换为分布不同但静力等效的面力，那么近处的应力分布将有显著变化。

基于过程性评价的《结构力学》考试方法改革初探

分析列举了目前《结构力学》课程考试过程中存在的主要问题,根据《结构力学》课程的特点,将过程性评价的思想引入课程考试中,并做了一个试点研究。结果表明,基于过程性评价的《结构力学》考试方法,可以充分调动学生的学习积极性和主动性,使教学效果有明显提升。

磁电弹性材料断裂力学研究现状

磁电弹性材料断裂问题已成为力学研究工作者的研究热点。全面回顾了近年来磁电弹性材料断裂力学的研究现状,主要讨论了:反平面裂纹问题、平面裂纹问题、硬币型裂纹问题以及有限元、边界元和无网格法在磁电弹性材料断裂问题中的应用。

“弹性力学”课程教学研究与实践

"弹性力学"课程的学习对于培养学生思维方法和独立工作能力有着重要意义。文章从立体化教材建设、教学内容、考核方式和科研促进教学等方面阐述了"弹性力学"课程的教学研究与实践。从多年的教学实践可以看出,"弹性力学"课程的教学充分发挥了学生学习的积极性和主动性,培养了学生严谨的力学思维、分析和解决问题的能力,提高了课程教学质量,达到了人才培养目的。

Fe_(75)Cr_(12.5)Mo_(12.5)合金非晶/纳米晶化过程的分子动力学模拟

为模拟Fe75Cr12.5Mo12.5合金非晶/纳米晶化的整个过程,采用分子动力学方法,通过动力学弛豫、淬火和退火处理得到了Fe75Cr12.5Mo12.5合金的非晶/纳米晶态结构.采用径向分布函数(radius distribution function,RDF)和X线衍射图(X-ray diffraction,XRD),分析了模拟过程中各阶段的原子结构.结果表明:Fe75Cr12.5Mo12.5合金的非晶和纳米晶形成能力较强,添加非金属元素能进一步提高非晶形成能力.分子动力学模拟技术为铁基非晶/纳米晶的成分配比和工艺选择提供了理论依据.