金属材料力学性能的辐照硬化效应

开展金属材料力学性能的辐照硬化研究对抗辐照材料的设计及工程应用具有重要意义.材料辐照损伤效应主要包括材料原子移位产生的辐照缺陷以及由核反应产生的氢、氦等气体杂质对材料性能的影响.金属材料的辐照效应主要包括辐照硬化、辐照脆化和辐照蠕变等.该文主要综述在低温(T<0.3T_m,T_m是材料的熔点温度)和低辐照剂量下,由原子移位损伤产生的辐照缺陷所导致的辐照硬化行为,即受辐照缺陷的影响,材料的强度会升高.材料的晶粒尺寸、晶界以及温度等因素对多晶材料的辐照硬化具有重要影响.金属材料力学性能的辐照硬化研究是个多尺度问题,其宏观力学性能既取决于微观尺度上辐照缺陷导致晶粒内部结构的变化,也取决于细观尺度上晶粒间的相互作用.该文从实验结果、数值模拟和理论模型三方面综述金属材料力学性能的辐照硬化研究进展.在此基础上,展望了该领域中存在的主要科学问题.

金属材料力学性能的辐照硬化效应

开展金属材料力学性能的辐照硬化研究对抗辐照材料的设计及工程应用具有重要意义.材料辐照损伤效应主要包括材料原子移位产生的辐照缺陷以及由核反应产生的氢、氦等气体杂质对材料性能的影响.金属材料的辐照效应主要包括辐照硬化、辐照脆化和辐照蠕变等.该文主要综述在低温(T<0.3 T_m,T_m是材料的熔点温度)和低辐照剂量下,由原子移位损伤产生的辐照缺陷所导致的辐照硬化行为,即受辐照缺陷的影响,材料的强度会升高.

基于专业差异的工程力学混合式教学改革

为了激发学生学习的积极性,提高工程力学教学效率,文章首先分析了工程力学教学现状,然后论述了基于专业差异的工程力学混合式教学改革,包括基于培养方案,注重学生差异化;基于混合式教学,重构教学备课材料;构建课前、课中和课后教学方案;引入思政元素,强化思想教育;完善考核和评价体系。

基于角膜生物力学对小切口角膜基质透镜取出手术优化及联合角膜胶原交联手术的效果分析

目的 建立小切口角膜基质透镜取出(small incision lenticule extraction, SMILE)手术的有限元模拟体系,模拟术后角膜生物力学性能变化,为SMILE手术的优化设计提供依据,并探讨角膜胶原交联(corneal collagen cross-linking, CXL)手术对SMILE术后角膜生物力学性能的影响。方法 采用交联强度梯度分布的超弹性本构关系描述角膜的生物力学性能,建立SMILE手术的压痕有限元模型,设置不同的切口位置、切口弧度、侧切口角度和角膜帽厚度,分析SMILE术后角膜生物力学性能的变化;对SMILE术后角膜进行CXL手术的有限元模拟,分析不同辐射能量对角膜生物力学性能的影响。结果 随着切口位置角度变小、切口弧度增加、侧切口角度从90°增大到135°或减小到45°、角膜帽厚度减小,SMILE术后角膜最大von Mises应力不断增大;随着辐射能量增加,CXL术后最大von Mises应力不断增加。结论 构建的有限元模型可有效表征SMILE术后角膜的生物力学响应,为SMILE手术的优化设计提供模拟依据;CXL手术有助于提高SMILE术后角膜的生物力学强度。

工程化理念下复合材料力学课堂教学研究

复合材料力学课程是高效设计国家重大工程中复合材料构件的重要基础。针对目前国内工科高等院校复合材料力学工程化课堂教学中存在的不足,结合国家重大工程及科技前沿,探索新工科工程化教学理念在复合材料力学课程翻转课堂教学中的应用。具体包括:增加复合材料力学工程化教学内容;调整教学方法,实现工程化翻转课堂;引入课程思政,突出复合材料工程实例对社会的贡献;建立基于工程化教学理念的多维评价体系。教学实践结果表明,基于工程化教学理念的复合材料力学课程教学效果良好,有利于学生构建工程化复合材料力学知识体系。

以学生为中心的阶段化材料力学混合教学探析

材料力学在工科高等教育体系中占有重要地位,而材料力学由于内容较为抽象、概念繁杂,其课程教学质量并不理想。文章充分考虑大学生接受高等教育的思想转变过程,结合材料力学教学内容的主要特点,针对学生课程学习过程中存在的主要问题,开展以学生为中心的阶段化材料力学教育教学改革研究。将材料力学教学过程分为基础阶段、理论提升阶段、高阶专题阶段,分阶段实施三个改革措施:(1)教学内容的阶段化、网格化;(2)多媒体教学相融合;(3)构建阶段化考核评价体系。通过教育改革创新,引导学生明确自我定位。根据学生实际情况,结合各阶段学习目标,建立以学生为中心的教育教学体系,在提高材料力学教学质量的同时,培养和提升学生的自主学习能力。

面向科研思维的复合材料力学教学改革与探索

复合材料力学课程是联结基础力学理论与实际科学研究的纽带。该文针对目前国内高等院校工程力学专业复合材料力学核心专业课教学存在的主要问题,对标学校“双一流”建设对新时代人才培养的要求,开展面向科研思维的教学改革与探索。本研究重点体现科学研究与知识学习的不同,带领学生以“发现问题—提出问题—解决问题”的思路,在课堂学习中逐步培养科研思维:通过建立基于科研思维的复合材料力学培养方案,更新结合科技前沿的复合材料力学教学内容,实施以学生为中心、基于科研思维的翻转课堂,结合“知识掌握”和“思维训练”两个方面,完善基于科研思维的复合材料力学多维教学评价体系。最终实现复合材料力学课程教学思路由知识学习向科研思维的转变,使复合材料力学课堂教学效果得到有效提升。