工程教育认证背景下混合式智慧教学实践——以“结构力学”课程教学为例

工程教育认证理念对于新工科时代下实施工程教育、培养工程人才具有重要的指导意义。在工程教育认证背景下,基于学校网络教学平台和雨课堂,扬州大学土木工程专业“结构力学”课程构建了混合式智慧教学模式。文章介绍了“结构力学”课程改革思路,以及混合式教学模式中网络平台和雨课堂的教辅作用,重点介绍了混合式教学进行设计和实施的方法。教学实践表明,将混合式教学融入到“结构力学”课程中是可行且有效的。最后,从学生和教师两个层面指出了混合式教学持续改进的方向,为进一步的课程建设提供参考。

高阻尼混凝土的试验研究及阻尼机理探讨

研究了羧基丁苯胶乳、聚酯纤维、石墨、硅粉等掺合料对混凝土的抗压强度和阻尼性能的影响,并对羧基丁苯胶乳、硅粉和石墨的作用机理进行了探讨。研究结果表明:聚酯纤维不是一种理想的外加掺料,而控制羧基丁苯胶乳、石墨和硅粉在一定的范围内,可以获得抗压强度和阻尼性能相对统一的高阻尼混凝土;硅粉能明显提高掺入了胶乳的混凝土的强度,而石墨可进一步改善混凝土的阻尼性能。

基于一阶剪切变形理论的变曲率曲梁的几何非线性方程

基于一阶剪切变形理论和轴线可伸长的精确几何非线性理论,推导了变曲率曲梁在热机载荷共同作用下的几何非线性控制方程。通过引入轴线伸长率,变形后的轴线弧长被当作基本未知量之一,基本未知量均被表示为变形前的轴线坐标的函数,使问题的求解区间仍为未变形时的曲梁轴线长度;给出了在给定曲梁轴线参数方程时,利用本文控制方程进行几何分析所需的初始曲率、变形前曲梁几何关系的数学表达式;介绍了几种常见的曲梁边界条件。所给数学模型可为轴线可伸长的变曲率曲梁的几何非线性分析和计算提供理论参考。

土木工程专业教育与创新创业教育融合的探讨

专业教育和创新创业教育相融合是我国对培养高素质创新型人才的要求。创新创业教育不能脱离专业教育而独立存在,而要以专业教育为载体。结合土木工程专业创新创业教育的现状,从教育理念、师资队伍、人才培养目标、课程体系、课堂教学模式等方面的建设,将创新创业教育融入到现有的土木工程专业教学体系中,以期对提升土木工程专业学生的创新创业素质有一定的现实意义。

高阻尼混凝土梁板结构动力特性分析

通过提高混凝土材料的阻尼比,有效地改善混凝土结构自身的阻尼性能,从材料的角度出发实现结构高阻尼化已成为一种新的结构振动控制方法。根据结构动力学原理,分析了提高系统阻尼比在结构发生共振时,对降低结构振动响应的有效性;利用有限元软件AN SY S模拟了普通混凝土结构、局部高阻尼混凝土结构以及整体高阻尼混凝土结构的动力响应,主要包括模态分析和谐响应分析,并对3种不同组成材料的结构响应结果进行比较。有限元分析表明:高阻尼混凝土结构的动力特性较普通混凝土结构有了显著的改善,而且当高阻尼混凝土仅用于结构的柱中时,其改善效果与整体结构都与使用高阻尼混凝土的效果比较接近。这对研究结构局部高阻尼化,降低结构在地震等动荷载作用下的响应有参考价值。

低屈服点钢在结构耗能减震中的应用

低屈服点钢的力学特点是屈服强度低,强度稳定,变形能力强,因此低屈服点钢的应用成为结构变形耗能的一个重要途径。对低屈服点钢在结构耗能减震中的应用现状进行介绍,提出低屈服点钢在弹性耗能结构中的应用方式,分析该弹性耗能铰的施工技术和耗能机理,为低屈服点钢的应用推广提供借鉴。

双材料层合梁的弯曲切应力分析

为分析由不同材料组成的任意多层层合梁的弯曲性能,以一矩形截面层合梁为例,采用相当截面法确定了组合截面中性轴的位置,利用静力平衡条件建立任意多层复合材料层合梁横截面上任一点处弯曲切应力的一般公式。在此基础上,进一步推导了双材料层合梁的弯曲切应力计算表达式,表明弯曲切应力在不同材料层沿截面高度分别按二次抛物线变化,并且在结合面处保持连续。通过对双材料层合梁截面优化设计问题的分析,为避免弯曲切应力引起层合梁结合面处的脱层问题提供了设计理论依据。

土木工程专业毕业设计教学改革研究

探讨了目前土木工程专业毕业设计中存在的问题,针对土木工程专业的特点,提出了从时间安排、选择课题、过程指导、考核评价等方面改革毕业设计指导方法的有效措施,以培养学生的实践能力、提高毕业设计质量。

深梁弯曲解的一种经典化表示

经典Euler-Bernoulli (E-B)梁理论简单好用,对于细长梁的变形预测具有良好的精度.但是,由于其中忽略了横向剪切变形影响,在预测深梁的变形时会有明显误差.基于精细化的梁理论,引入精确满足自由表面切应力为零的切应力形函数,将挠度分解为弯曲变形部分和剪切变形部分.采用Levinson高阶剪切变形梁理论,建立了矩形截面弹性梁静力弯曲位移形式的控制微分方程.利用载荷互等关系,推导出了用相同端部约束和载荷工况下E-B梁的挠度表示的Levinson梁的弯曲通解.从而实现了高阶剪切变形梁理论下弯曲解的经典化表示,即将弯-剪耦合问题的求解简化为两个无量纲系数的计算以及在具体边界条件下积分常数的确定,因为不同载荷工况和端部约束下E-B梁的解答在材料力学教科书中已经给出.通过两个算例,定量分析了梁的细长比和不同切应力形函数对挠度的影响程度.结果表明,不同的切应力形函数对应的弯曲挠度值差别很小.本文给出的解答可以方便地应用于深梁的静力弯曲分析.

力学课程中能量原理教学探讨

能量原理是本科基础力学课程中的基本理论,能量法是计算结构位移、内力等的基本方法。针对现行本科阶段力学课程中能量原理知识点分散的现状,从问题的基本变量选取的角度,分三个方面整理和归纳能量原理的知识体系,指出能量法与静力法的对偶关系,可供教师作为教学参考。

变分法在弹性力学中的应用

本文介绍了变分法的实质、泛函极值方法的涵义.通过实例说明变分法在弹性力学中推导欧拉方程和自然边界条件的具体应用,以供参考.

基于Maple的非荷载因素下超静定结构解析求解

文章利用结构内力与变形之间的关系,提出了将结构划分为若干杆单元,建立了温度变化下各杆单元的二阶弯矩微分方程和挠度微分方程,以及支座移动时的挠度四阶微分方程,积分得到弯矩和挠度的通解;再根据位移边界条件、结点变形协调条件、平衡条件确定积分常数;用Maple软件编制相应的计算机求解程序,实现了对非荷载因素下超静定结构解析解的计算机求解。计算实例表明,Maple求解程序编制程式化,可以快速获得弯矩、挠度等的精确解,值得在工程中推广应用。

层合梁弯曲正应力的理论分析与数值模拟

层合梁因强度、刚度和耐腐等方面的优越性能,在工程中的应用越来越广泛。基于平面假设和直法线假设,采用直接法、等效截面法对n层复合材料层合梁弯曲变形进行分析,推导了横截面弯曲正应力的解析公式。以一根由三种不同材料组成的三层层合简支梁为例,利用导出公式求得应力的解析结果,并将理论结果与ANSYS数值模拟结果进行比较。结果表明,两种理论解和数值解吻合较好,从而验证了解析公式的正确性。

复合材料等效弹性模量预测方法的改进

进一步探讨Halpain-Tsai修正混合率计算模型及其原理,并对其经验拟合参数q进行理论识别,指出了该参数的力学特征,认为q实质上就是复合材料的界面剪切弹性模量,给出理论证明和几何解释,对比了理论预测值与聚合物混凝土的实验结果.结果表明,利用改进后的预测模型获得的预测值与实验值吻合较好.

土木工程专业双语教学的研究

本文根据我校开展双语教学的实践经验,结合双语教学的教材选用、双语教学的实施方法、教学效果,分析了存在的问题和解决对策,说明土木工程专业进行双语教学的可行性和积极意义。

相变储能加气混凝土砌块的性能研究

将有机相变材料硬脂酸丁酯浸渍到加气混凝土砌块中,利用其相变特性和砌块的保温效果,制成一种新型墙体材料。用对比试验的方法,测试了该种墙体材料的智能调温、强度等性能。结果表明,该新型墙体砌块具有良好的保温调温性能。

地震灾害启示与城市防震减灾策略

城市是一个地区经济、交通、文化的中心 ,地震灾害的放大效应很明显 ,城市防震减灾工作不可忽视。根据历史上几个重大城市的地震灾害的启示 ,提出了减轻城市地震灾害的地震预报对策、工程结构抗震减震对策、地震救灾对策。

聚合物水泥砂浆强度和阻尼性能试验研究

利用聚合物的高阻尼性能,在普通水泥砂浆中分别加入不同比例的羧基丁苯乳液和聚醋酸乙烯乳液,每组制作了6个 T 型试件测定各种聚灰比下的阻尼值,并同批制作棱柱体试件,用以测试两种不同的聚合物乳液的掺入对水泥砂浆强度性能的影响。试验结果表明:在相同水灰比的条件下,随着聚灰比的增加,羧基丁苯乳液对于水泥砂浆阻尼性能的提高要比聚醋酸乙烯乳液有效,而抗折强度和抗压强度呈下降的趋势,前者在保持水泥砂浆强度方面也比后者表现要好。

基于立体相机和UWB融合的移动机器人跟随方法

文中研究了人机共融环境下的自主跟随机器人。特别地,针对机器人确定所需跟随目标以及目标丢失后的重识别,提出了一种稳定有效的方法,即先基于立体相机的图像和点云数据实现对行人的视觉跟踪与定位;然后引入超宽带(Ultra Wide Band,UWB)的定位信息确定目标行人,并利用滤波算法融合传感器的数据得到相机坐标系下的坐标信息,最后利用坐标变换转为机器人坐标系下的位置。又提出了改进的动态窗口算法(Modified Dynamic Window Algorithm,MDWA),并将其作为机器人的跟随控制方法。另外,为保证机器人跟随能够持续稳定进行,基于传感器数据,提出了包含跟随行为、恢复行为、过渡行为的行为决策模块,通过行为间的切换,使机器人在面对因转弯抑或环境光照条件的变化使得相机失效而导致目标丢失时也能够重新找回目标。实验结果表明,所提出的跟随系统在开机时能够自动确定所需跟随目标,在有静态障碍物的场景,抑或是视野内有其他非目标行人干扰的动态场景下,机器人均能实现良好的避障跟随。特别地,机器人在转弯场景或是光照条件变化的场景下,机器人均可自主寻回被跟随目标,而且在转弯场景中,机器人的跟随成功率可达81%。

双向扭转型金属阻尼器的研究

目前铅阻尼器多数是采用使铅发生相对平行移动的位移从而产生塑性变形,以此消耗外部能量。由于要提供相对平动,使一般的阻尼器都构造复杂。针对以上情况本文提出一种新型的阻尼器——双向扭转型金属阻尼器。该阻尼器利用铅可再结晶的特性,通过金属扭转变形,从而使铅消耗能量。实现了构造简单,原理简明并且可以提供有效阻尼的目的。