基于无人机重心测量的互动模型装置设计

该文基于飞机三点法重心测量的基本原理,结合工科力学课程的教学科研需求,设计一种可以用于验证重心测量算法的互动模型装置。该装置采用一个面内对称设计的封闭盒体,内置有阵列隔间用于放置配重钢球。模型装置可以模拟出各种复杂度的面内重心分布。与装置配套的3个精密电子秤可以对封闭盒体进行不同方案的重心测量,以验证测量算法的可行性与精度。该装置采用3D打印技术制作,具有低成本、高互动性的优点,在教学与科研中起到很好的作用。

基于翻转课堂的材料力学实验教学方法探讨

结合重庆大学航天航空学院力学实验教学中心材料力学实验教学项目,讨论了中心传统实践教学模式存在的问题,并针对问题从教学模式和教学内容上探讨了翻转课堂的教学模式在材料力学实验教学中的优势和可行性。将翻转课堂运用在材料力学实验教学中,对材料力学实验教学体系提出的新的要求,并给出了改革的建议。

臼齿多级微结构增韧机理

作为一种天然生物陶瓷复合材料,臼齿具有多尺度微结构。它首先由羟基磷灰石层和胶原蛋白组成,进而羟基磷灰石层又是由羟基磷灰石片构成。并且相邻磷灰石层中的磷灰石片具有不同的方向,它们构成一种交叉微结构。建立臼齿层状及交叉两级微结构模型,考察了羟基磷灰石层状微结构的断裂能以及羟基磷灰石片交叉微结构的拔出力,结果表明羟基磷灰石的层状微结构增加了臼齿的断裂能,而羟基磷灰石片交叉微结构增加了磷灰石片的最大拔出力。分析结果被实验验证。臼齿通过其不同尺度上的优良微结构,使其获得优良的力学性质。

人体一维重心测量实验教学装置与实验

结合理论力学重心测量理论,研发了一套人体一维重心测量实验教学装置,并结合实验装置,设计了人体重心一维测量实验教学项目。实验项目能够使学生掌握静力学、重心测量、人体环节转动惯量计算的基本原理,构建静力学知识体系,培养创新性思维。而且学生能够作为被测对象参与实验,增加了实验的趣味性、提高了学生对实验项目的参与度,激发了学生对实验内容的兴趣和思考,提高了教学质量。

鹿茸矿化胶原纤维迂回绕孔结构及仿生研究

扫描电镜观察显示鹿茸皮质层是一种由矿化胶原纤维和胶原蛋白基体组成的层状天然生物陶瓷复合材料。观察也发现在鹿茸皮质层中存在许多微孔洞,而起增强作用的羟基磷灰石纤维是迂回地环绕这些孔洞,构成一种矿化胶原纤维迂回绕孔结构。基于观察的结果,建立纤维迂回绕孔结构和纤维非迂回绕孔结构复合材料细观分析模型,分析比较了纤维迂回绕孔结构和纤维非迂回绕孔结构的断裂强度。结果表明,纤维迂回绕孔结构的断裂强度明显大于纤维非迂回绕孔结构的断裂强度。基于实验和分析的结果,用碳纤维和环氧树脂进行了仿生纤维迂回绕孔结构复合材料的制备,并对得到的纤维迂回绕孔结构复合材料与纤维非迂回绕孔结构复合材料进行了断裂强度的比较测试。结果显示,纤维迂回绕孔结构复合材料的断裂强度明显大于纤维非迂回绕孔结构复合材料的断裂强度。

龙虾外骨骼矿化几丁质纤维片旋转结构研究

扫描电镜观察显示龙虾外骨骼是一种由矿化几丁质纤维层与胶原蛋白质构成的自然生物陶瓷复合材料。其中的矿化几丁质纤维首先构成纤维片,进而矿化几丁质纤维片组成平行于龙虾外骨骼表面的层状结构。观察也发现相邻纤维层中的矿化几丁质纤维片保持一个固定的夹角旋转,构成一种几丁质纤维片旋转结构。建立纤维片旋转结构模型,分析了与龙虾外骨骼断裂韧性密切相关的纤维片旋转结构的拔出力,并将其与纤维片非旋转结构的拔出力进行比较,结果表明纤维片旋转结构的拔出力明显大于纤维片非旋转结构的拔出力,实验验证了模型分析的结果。研究结果为高性能陶瓷复合材料设计提供有益指导。