注重商学素养的《材料力学》课程思政建设

围绕国家和区域发展需求,结合学校发展定位和人才培养目标,构建完整的课程思政体系不仅是我国高等教育的特点和优点,而且是“三全育人”的重要要求。本文结合天津商业大学的人才培养目标,在《材料力学》课程思政建设中融入了商学素养的要素,在深刻理解习近平新时代中国特色社会主义思想、厚植工程伦理提高学生的责任心、宣扬大国“工匠精神”进行职业道德教育、激发学生科技报国的家国情怀和使命担当等方面进行了课程思政要素挖掘。既能使学生真正掌握材料力学基本的知识体系,又能对学生的思想进行正面浸润,对培养学生正确的人生观和世界观、培养社会主义事业的接班人具有积极的促进作用。

数字散斑相关方法与应用研究进展

数字散斑相关方法(digitalspecklecorrelationmethod,DSCM)作为固体实验力学领域材料表面变形场测量的一种非接触式方法与其它技术相比具有一些独到的优点,其有效性已经在近20年中被众多的应用实例所证明.近年来该方法在理论上逐步完善,一些现代的数学理论和数学方法(例如:小波变换、遗传算法、神经网络等)逐渐被引入到该方法中;在实验中的各个技术环节上正在逐步的改进,其结果的精度逐步的提高,结果收敛的速度也逐渐的加快;其应用的领域正逐渐从常规材料的测试向一些新型材料测试、从宏观场逐渐向细微观尺度、从常规环境向比较恶劣的环境、从实验室测试逐步向工程现场应用、从静态准静态向动态准动态等方面发展.本文简要介绍了DSCM的基本原理和数学模型,在相关搜索的改进、相关系数的选择、灰度级的重建和图像识别方面的进展以及在材料力学性能测试,微尺度变形场测量等方面的应用.最后就这一实验测量技术的几个可能的发展趋势进行了预测.

光测方法在岩层移动相似模拟实验中的应用

以淮南潘一矿11-2槽煤层2171(1)工作面为工程背景,进行了深部开采情况下上覆岩层的移动和地表沉陷相似材料模型实验.将非接触式的光学测量技术数字散斑相关方法引入到该实验中来,对该方法应用于相似材料模型实验的精度进行了分析,通过计算得到了不同推进度下的上覆岩层移动的全场等高线云图,分析了上覆岩层的移动规律.结果表明,数字散斑相关方法不仅克服了传统机械点测量方法的某些缺点,同时具有较高的精度,可用于相似材料的模型实验.

纸浆模塑材料压缩力学行为及其本构关系的研究

对纸浆模塑材料的压缩力学行为进行较系统的实验研究,结果表明材料密度和应变率都对其力学性能有一定的影响。随着材料密度的增加,其弹性模量和强度极限都有增加的趋势。随着应变率的增加,其材料的弹性模量有减小的趋势,而强度极限有所增大。利用描述泡沫塑料的经验型本构关系框架,给出一种经验型的纸浆模塑材料本构模型,根据不同密度材料在不同应变率下的压缩实验数据对该模型中的有关系数进行拟合。验证结果表明,提出的本构方程能在一定应变率范围内反映材料的应力—应变关系。

扫描电镜下断口表面的三维重建及分形维数的测量

基于数字散斑相关方法,利用扫描电镜立体对技术和计算机视觉方法实现了物体表面的三维重建,讨论了影响其精度的原因,并且利用分形理论对表面的三维形貌进行了定量分析,由立方体覆盖法得到了三维形貌的分形维数。作为应用的实例,将该方法应用到岩石断口的三维重建中,得到了重建后的高度云图和分形维数。结果表明,利用扫描电镜立体对技术对断口表面进行三维重构并进行分形维数的计算是一种行之有效的断口定量分析方法。这为研究材料断裂的微观机理、断裂过程和断裂性质等问题提供了一种途径。

数字标记点识别方法及其在材料性能测试中的应用

基于相关理论,提出了一种非接触式测量面内位移的数字标记点识别方法.该方法能应用于物体变形前后标记点的识别.相对于其它光学测量方法而言,该技术实验过程简单,能够应用于小变形、大变形等不同的变形范围.本文还将这一方法应用于高分子薄膜材料的时间特性实验测试,结果表明,此方法可有效用于柔度较大材料的变形测量.

扫描电镜下的数字散斑相关方法及其应用

对数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)在扫描电镜(scanningelectron microscope,SEM)下的应用进行了研究。将DSCM与带电液伺服试验系统的SEM结合起来,对二者结合的过程进行了分析,实现了SEM下细微观变形场的测量,扩展了DSCM和SEM的应用范围。为了定量地把握SEM在扫描图像时放大倍数的不稳定性、非线性和内部噪声对DSCM的影响,还对SEM下的DSCM精度和误差进行了实验分析。统计结果表明,SEM下应用DSCM进行变形场的测量,其位移测量误差最大可达2像素,其精度可以满足一般变形场测量的需要。作为应用实例,对混凝土试件在SEM下的断裂行为进行了研究,得到了混凝土试件表面随着载荷的变化而变化的表面细观变形场。

植物油作为环境友好润滑剂的研究概况

对近年来植物油作为环境友好润滑剂的研究状况作了总结。介绍了通过使用添加剂、化学改性、生物改性等方法来提高植物油润滑性能的研究进展 。

应用数字散斑相关技术进行薄膜材料断裂问题研究

将数字散斑相关测量方法应用于薄膜材料断裂问题研究 ,测量了薄膜材料的常规力学性能参数及裂纹尖端区域位移场 ,通过裂纹尖端区域位移场确定了应力强度因子(SIF) ,从而在技术上解决了薄膜材料断裂力学性能测试的困难 .工作表明 ,此方法可有效地应用于薄膜等小尺寸材料的实验应力分析及断裂行为 .

油酸铜在莱籽油中抗磨抗氧性能的研究

本文通过测定过氧值和分子量分布曲线研究了油酸铜作为菜籽油添加剂的性能,发现油酸钢具有良好的抗氧化聚合效果。由于油酸铜并无酚类抗氧剂易挥发的缺点,因此更适合于长时间高温下的工作。四球机摩擦磨损试验表明油酸铜的加入降低了菜籽油的减摩抗磨性能。

卓越工程师计划下工科专业材料力学课程教学改革

针对材料力学课程特点,结合天津商业大学能源与动力工程卓越工程师班的培养目标,论述了该课程的教学改革实施方案,并对实施效果、学生反映、存在问题等进行了讨论。

金属对植物油氧化性能影响的微氧化分析

利用微氧化装置考察了N 苯基 2 萘胺在菜籽油中的抗氧化性能以及不同金属对植物油及添加剂氧化聚合速率的影响。结果表明, 铜对菜籽油的氧化聚合具有较强的催化作用, 并且铜可引发N 苯基 2 萘胺的聚合反应, 从而减弱了其抗氧化作用。

深部煤矿采动诱发断层活动规律

根据现场的地质资料，通过二维相似模型实验，利用经纬仪监测到深部采动影响下断层活动的水平位移，并通过数字散斑相关方法（DSCM）及不连续变形方法（DDA）对实验结果进行了分析．实验表明：当工作面推进到离断层15-40m时，断层开始活化，并且产生水平位移；当工作面离断层1—2m时，断层水平位移达到最大值，为2～5cm．断层附近的水平位移呈现出马鞍形，证实了断层附近发生了滑移错动．

冷冻-复温过程中葡萄细胞结晶变化研究

利用低温显微镜系统对葡萄进行了冷冻-复温实验,研究了葡萄细胞在冷冻-复温过程的结晶变化。通过分析冷冻-复温过程的葡萄细胞显微图像、细胞体积、内压、渗透率的变化,发现：葡萄细胞的结冰温度随冷冻速率的增加而降低;葡萄细胞的体积变化总趋势是随温度的降低而减小,但由于细胞内自由水体积的变化,在-5~0℃细胞体积会有所增大。在14℃/min、50℃/min冷冻速率下细胞体积分别减小了54.5%,26.3%。冷冻速率越大,细胞体积变化越小;冷冻过程中葡萄细胞的渗透系数随温度的降低而降低,随冷冻速率的降低而降低。在葡萄细胞的冷冻-复温过程中,提高复温温度能有效减少细胞的破损。

温度影响下砂岩的细观破坏及变形场的DSCM表征

通过扫描电镜(SEM)实时在线观察研究了温度影响下砂岩的细观破坏,观察到砂岩的脆性断裂可同时发生在不同地方、不同矿物可能独立承载和裂纹分叉等现象.温度低于100℃时,主裂纹附近有许多微裂纹和支裂纹发生;而温度超过150℃之后,表面很少出现支裂纹或二次裂纹.随着温度的升高,砂岩的断裂韧性有先升高后降低的趋势,150℃左右是断裂韧性变化的临界温度.随着温度的升高,砂岩的细观断裂机制有由脆性机制向延性机制转变的趋势,抵抗和协调变形的能力都得到增强.细观尺度下砂岩的破坏机制有沿颗粒断裂、穿颗粒断裂及其混合断裂,其中沿颗粒断裂机制占主导地位,这是由于沿颗粒破坏需要消耗较少的能量,而穿颗粒断裂需消耗较多的能量.利用数字散斑相关方法(digital speckle correlation method,DSCM)对SEM下砂岩破坏的细观变形场进行了测量,这表明利用DSCM表征岩石的局部变形场的连续式测量是可行的.

单纤维细丝微力学性能实验研究

使用数字标记点识别方法分别对T300碳纤维和Kevlar29芳纶纤维单丝进行了拉伸实验测试,给出了单纤维细丝的拉伸性能参数。其中T300碳纤维单丝的直径在 7μm左右,比Kev lar29芳纶纤维的直径 (约 12μm左右 )要小;T300碳纤维的拉伸模量为 230GPa左右,远大于Kevlar29芳纶纤维的拉伸模量(约 80GPa);它们的拉伸强度相当,都在 2. 5GPa左右;而T300碳纤维的断裂伸长率在 1. 0%左右,小于Kevlar29芳纶纤维的 3. 0%。使用扫描电子显微镜(SEM)对纤维单丝断裂前后的结构进行了观察,这些不同的微观结构决定了纤维单丝拉伸性能的差异。

蓄冷板释冷过程的数值模拟和实验研究

对蓄冷板内共晶液的热力学特性进行了分析,并且建立了蓄冷板释冷的数学模型。通过数值模拟的方法,模拟了NaCl蓄冷板在初始温度为-30℃,环境温度为-10℃、0℃和10℃三种不同温度条件下的释冷过程,并且通过相关的实验研究,对模拟结果的准确性进行了验证。通过研究得到了蓄冷板在不同条件下的释冷过程及特点。研究结果表明:在NaCl蓄冷板的释冷过程中,当其所处的环境温度高于-21.2℃,即其共晶温度时,外界环境温度会对冷板内共晶冰开始发生相变的时刻产生较大影响;外界环境温度越高,蓄冷板内共晶冰开始融化到完全融化所需要的时间越短。计算结果与实验结果吻合良好,两者之间的平均偏差小于0.5℃,说明数学模型及计算方法的可靠性。

深部开采对覆岩破坏移动规律的实验研究

根据淮南矿业集团潘一矿2171(1)工作面开采实践,采用相似材料模拟实验。利用电子经纬仪与数字散斑相关方法相结合监测位移,分析研究了采场上覆岩层的"三带"特征及分布规律,上覆岩层移动发展趋势、演化规律、存在范围及形态,以及与开采宽度的关系。结果表明:一定采宽后顶板垮落规律显著,断层下顶板周期断裂步距减小;岩层下沉系数与岩层高度和采厚比成线性关系,上覆岩层沉降具有非对称性;离层裂隙的发生、扩展、闭合受关键岩层的影响和控制。数据分析还表明,数字散斑相关方法具有较高的精度,这一新的研究方法引入,丰富了上覆岩层活动规律的研究手段。本文结果可为指导工程实践提供重要理论依据。

蜂窝纸板侧压强度实验研究

研究了蜂窝纸板的侧压强度实验方法,实验测量与分析了温度、湿度、加载速率等因素对蜂窝纸板侧压强度的影响。研究结果表明:当温度在50℃以下时,蜂窝纸板侧压强度随着温度的升高而增大,但温度超过50℃时,蜂窝纸板的侧压强度随着温度的升高而减小;当相对湿度提高时,蜂窝纸板的侧压强度随之降低;当加载速率增大时,蜂窝纸板的侧压强度随之增大。

立足学科理解、凸显学科能力考查的主题式命题研究——基于地市质量检测命题视角

学科理解是形成学科能力和素养的底层逻辑,学科能力是学科理解的外在表征,也是形成学科素养的直接要素。命题应依据考查目标、考查对象特征,在主题式大概念统领下,立足学科理解、凸显学科能力考查并进行结构化命题。