基于柔性微弦的工程化牵张组织构建和力学调控研究

目的在体中牵张刺激普遍存在且发挥关键作用,构建力学调控的三维工程化牵张组织模型并模拟牵张刺激是当前的一个研究热点和挑战。本研究拟基于柔性微弦实现工程化牵张组织的构建和力学调控。方法基于水凝胶牺牲模板法,制备适用于三维工程化牵张组织构建的微弦芯片,并结合弯曲力学测试和有限元分析建立微弦形变与受力关系的标准曲线。基于微弦芯片和胶原水凝胶进行三维细胞包埋和培养,在细胞收缩力和微弦约束作用下形成工程化牵张组织,通过分析微弦变形表征组织收缩力。最后,对工程化牵张组织施加力学拉伸加载,表征组织力学性能并实现牵张刺激调控。结果制备了具有不同直径和跨度的微弦芯片,方法简单灵活,不需要复杂的材料与设备,易于推广。基于微弦芯片,成功构建了具有不同约束边界刚度的工程化牵张组织,并建立了细胞收缩下组织重塑的数理模型,获得了组织收缩力和形貌与边界约束刚度的关系及随时间变化的规律。在此基础上,通过组织收缩力和力学性能表征,实现了工程化牵张组织的力学调控。结论基于柔性微弦芯片,可以实现工程化牵张组织的构建、力学表征和调控,具有很大的灵活性和扩展性,有望为牵张组织的力学生物学机制和应用研究提供支持。

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。

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。

卓越工程师培养目标下的“工程力学实验”教学改革与实践

在验证性实验教学中,注重实验教学与理论教学相结合并组织因材施教,突出学生主体地位、鼓励学生自主学习,拓展验证性实验教学的空间。同时,基于科研课题开发研究型实验项目来推进工程力学实验教学改革,选择与学生培养目标相适应的科研项目,从中分解、提炼出一系列不同层次、不同难度的研究型实验项目,授课教师和学生改变传统的教与学的模式,确保科研型实验项目的顺利实施。

细聚丙烯纤维混凝土介观离散力学模型及其Ⅰ型断裂强度负效应机理

细聚丙烯(PP,直径小于100μm)纤维混凝土Ⅰ型断裂强度随纤维含量增加呈现先增后减的变化规律,其机理尚不明晰。而且由于纤维数量过多,现有数值方法无法精细刻画细纤维混凝土力学行为。对此通过考虑细PP纤维亲水性提升基体局部水灰比的强度正效应和纤维桥接力强度贡献低于砂浆的强度负效应,并引入纤维直径等效系数(rf),实现介观尺度细聚丙烯纤维混凝土(PFRC)力学行为模拟。研究表明:纤维直径等效系数(rf)建议小于10;当纤维微量添加时,细PP纤维提升基体局部水灰比,使基体强度上升,此时正效应高于负效应;随着纤维含量增加,由于纤维桥接力贡献无法补偿相应面积基体强度,负效应持续增长,PFRC宏观Ⅰ型断裂强度下降。

工程力学中的互补问题:模型

对互补问题在非线性力学中的一些应用情况给出了较概括的介绍,重点放在了静态接触问题、弹塑性问题以及结构优化问题的互补模型上。将力学问题写成互补模型的好处主要有两点:一是使力学问题有更自然、更精确的数学描述;二是可以考虑用互补问题的有效和强健的数值算法来求解。

走联合办刊之路 促进期刊社发展——中国地震局工程力学研究所科技杂志社改革的体会

随着我国防震减灾事业的发展和科技体制改革的深入 ,研究所办科技期刊如何生存与发展 ,面临着严峻的挑战。几年来 ,工程力学研究所科学技术杂志社以读者为中心 ,制定杂志社的发展战略 ,联合办刊 ,加强编辑工作的管理 ,取得了初步成效。

面向21世纪工程力学创新教学模式初探

从转变教学观念、培养自学能力、增强学生创新意识和信心、营造民主的教学氛围、尊重和鼓励学生的个性发展、坚持理论与实践相结合、建立科学的评价体系和考试标准等方面 ,初步探讨了建立工程力学创新教学模式的必要性、紧迫性 。

浅谈复合型工程力学专业人才的培养

作为一名一线的力学教学科研人员,通过自身的教学体会及深入相关行业了解和调研,结合实际情况,客观地提出当前工程力学专业人才培养中存在的问题,并思考当前高校工程力学专业人才培养中需要做出的改革.

复杂多相流体的介观模拟:耗散粒子动力学方法及应用

在悬浮液、乳液和泡沫等复杂多相流体中,离散分布着大量的纳米至微米尺度的颗粒、液滴和气泡等,在流动作用下这些离散相物质呈现出复杂的个体或群体运动行为,进而显著影响这些复杂多相流体的宏观流变和流动行为.针对这类流体,开展介观尺度数值模拟成为一种有效且相对经济的研究手段.其中,耗散粒子动力学(dissipative particle dynamics,DPD)方法是一种具有代表性的介观尺度数值模拟方法,由于其粒子方法的特质,DPD方法适合用于上述复杂多相流体内部结构的数值建模和数值模拟研究.本文对近年来DPD方法在颗粒悬浮液、乳液和气泡等复杂多相流体模拟方面研究进展进行了系统的介绍,深入探讨了DPD方法在复杂多相流体介观模拟方面的针对性改进以及当前存在的不足,并对DPD方法的研究和应用进行了总结和展望.

工程力学研究所地震工程宽带网的建设

计算机技术和网络技术的发展及应用对加快地震工程领域的研究具有重要意义，我们建立内部网站，发布内部信息。通过网络服务器以宽带接入方式访问Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，快速查询国际上有关地震工程、工程振动、防震减灾等方面的科研信息．及时公布和交流最新科研成果，为促进地震工程事业的发展提高了工作效率，简化了工作环节。

工程力学中的互补问题:算法

工程力学里很多问题存在互补关系,文献[1]介绍了有关的数学模型。本文介绍了近年来求解互补问题的几种主要方法,包括投影方法、内点方法、方程组方法、延拓方法以及无约束优化方法。与此同时,也介绍了作者近期在互补问题算法方面的一些研究工作。

工程力学办学的设问与刍议:多样性、目标、途径

响应《力学与实践》编辑部组织的关于工程力学专业与学位点办学的讨论。提出6个期待讨论的问题并参加提纲式的讨论。为抛砖引玉,期待相关的教学与研究者的实践与实证的交流。这6个问题是:(1)两千年的力学发展长河会断流吗(历史)?(2)现代与今后国内外力学专业的学生将会面临怎样的需求(需求)?(3)应该怎样认识力学和工程力学的性质(性质)?(4)据此我们应该怎样界定工程力学专业与学位点多样性办学的目标(目标)?(5)培养今后工程力学人才的途径是什么(途径)?(6)力学专业办学的本质功能是什么(功能)?为简明计,每个设问末了用两个字概括问题的关键词。这些问题并非泛泛之玄问,乃是当今办学同仁们关心且必须讨论并回答的问题。

工程力学中的半连续半离散方法

一力学发展到今天,工程力学的分析方法占有越来越重要的地位。随着数值方法及计算机技术的进展,计算机的数值分析已成为工程力学分析的主要手段,形成一门新的计算力学分支。近代计算力学的发展是以有限元法及相应的计算技术为基础的。

面向新工科的工程力学实验教学改革与实践

工程力学是一门理论与实践结合性较强,与工程技术联系极为紧密的基础学科,实验教学是不可或缺的内容。然而目前的工程力学实验教学体系和内容无法满足新工科背景下培养多样化、创新型卓越工程技术人才的需要。在深入分析现有工程力学实验教学体系和内容存在问题的基础上,提出了“三三二一”的工程力学实验教学体系,并在此基础上探讨了教学内容建设方案与实施途径,最后对教学改革实践进行了总结,以期对工程力学实验教学质量水平的提高产生积极的影响。