力學性能論文全文(5篇)

一、“工程材料力學性能”課程特點及教學現狀

1“.工程材料力學性能”課程特點材料的力學性能是指材料在外加載荷作用下或外加載荷與環境因素共同作用下所表現出來的力學行為與機理，是各類材料在實際應用中必須涉及的共性問題。[1]“工程材料力學性能”課程最早是“金屬材料力學性能”，后來改名為“材料力學性能”，現在部分教材又改名為“工程材料力學性能”，是許多工程類本科生重要的專業基礎課，其教學效果好壞對學生能否打下一個良好的專業基礎起著重要的作用。該課程內容涉及面廣、工程應用背景強，在材料科學與工程、土木工程、機械工程等專業領域有著重要的應用。本課程的學習，對提高工程類專業學生整體素質及工程實踐能力起著至關重要的作用，使得學生能夠從各種機器零件或構件在常溫、高溫以及腐蝕環境的服役條件下的失效現象出發，了解失效現象的機理，從而為他們畢業后從事材料的檢測和性能評定、材料的正確選用和安全應用，以及對機械零件的失效分析等工作奠定良好的基礎，為企業乃至國民經濟的發展提供有力的后備軍。

2“.工程材料力學性能”課程教學現狀安徽工業大學（以下簡稱“我校”）材料學院共分金屬材料工程、材料成型及控制、無機非金屬材料、材料物理四個本科專業，目前，四個專業使用的《工程材料力學性能》是合肥工業大學主編的同一本教材，該教材的內容包含金屬材料的力學性能和新型材料的力學性能兩大部分，側重點是金屬材料的力學性能部分，主要包含“高分子材料的力學性能”、“陶瓷材料的力學性能”和“復合材料的力學性能”三章的內容。[2]金屬材料力學性能的研究時間較長，主要的原理、定律和結論已比較成熟，新型材料力學性能的內容相對較少，它的研究主要借鑒于金屬材料力學性能的研究經驗和方法。本教材比較適合金屬材料工程、材料成型及控制兩個專業的學生，對其他專業的學生則顯得內容相對較少，不太適合。而且，本課程的內容多、涉及面廣，課程學時有限，書中許多抽象的內容很難通過語言的表述來講清楚，在課堂上教師生硬的照本宣科會使學生感到枯燥乏味，課堂的氣氛很難被充分地調動起來，教學效果不佳。針對目前的教學現狀，如果不對課程的教學進行改革，授課教師很難在有限的學時內保質保量地完成本課程的教學任務。筆者在“工程材料力學性能”課程的教學實踐中體會到：授課教師需要根據專業特點來組織教學內容，才能在規定的學時內完成課程的教學任務。根據專業特點來組織教學內容，使得學生學習和教師授課的側重點都突出，學生能在有限的學時內提煉出與專業學習有密切聯系的知識，加以掌握和應用。[3]本課程的教學目標是使學生能運用所學的理論知識分析材料實際的使用情況，對材料的失效現象的機理進行分析。

二、依據材料物理專業特點，優化教學內容

在“工程材料力學性能”課程教學實踐中，筆者結合材料物理專業特點，在保證課程基本內容和結構的前提下，對整本教材進行整合，提煉出一般了解和必須掌握的內容，使學生能在規定的學時內有效地掌握最基本的教學內容。[3]近年來，隨著科學技術的發展，材料的種類越來越多，新型材料應用日新月異，納米材料、薄膜材料和微機電材料快速發展，材料的特征尺寸越來越小，傳統的材料力學性能測試手段已無法實施，微區材料的力學性能測試手段應運而生。新材料力學性能測試的標準不斷頒布，已有材料的國內標準需與國際標準接軌而不斷修改，迫切需要材料力學性能的教學與生產力發展水平一致。鑒于以上幾個方面內容，該課程講授內容主要從以下四個部分來展開：第一部分（第一至第四章）闡述材料在一次加載條件下的形變和斷裂過程，所測定的力學性能指標用于評價零件在服役過程中抗過載失效的能力或安全性；第二部分（第五至第八章）論述疲勞、蠕變、磨損和環境效應四種常見的與時間相關的失效形式，材料對這四種形式失效的抗力將決定零件的壽命；第三部分（第九至第十一章）（納米材料/復合納米材料）依據材料物理專業的特點，重點講解納米材料的力學性能，這其中包括納米金屬材料的力學性能、納米非金屬材料的力學性能、碳納米材料的力學性能、納米復合材料的力學性能等；第四部分實驗教學中引入國家標準的學習。

三、優化教學方法與手段，全面鍛煉學生能力

任何教學過程的開展都離不開一定的方式或方法。傳統的教學方法是以教師講授為主，學生處于被動的接受地位。教學方法的優化倡導以學生為主，強調學生是學習的主人，培養他們自己查閱資料，自己釋疑，自己總結，最終具備自我學習的能力。[4]在這個過程中，教師要充分發揮引導作用，充分調動學生的積極主動性。下面以“納米材料的力學性能”為例來說明教學方法的優化，筆者采用“三步式”教學方法，取得了良好的教學效果。第一步：教師指導學生上網查閱“納米發動機”的相關資料，并就“納米發動機”的提出、原理及當前的發展現狀寫一篇綜述性報告，在下一堂課讓學生講解；第二步：根據自己的備課內容及結合自身的科研經歷，進一步給學生講解“納米發動機”相關材料的制備方法及工藝技術特點；第三步：學生根據教師授課內容和自己查閱的相關資料，完善自己的綜述報告。“三步式”教學法組織實施教學，不但可以提高學生學習本門課程的積極性，使學生掌握的知識更加牢固，而且有利于拓展學生的視野，培養了學生的科研興趣，進一步增強了學生自我獲取知識的能力。教學手段是指教師用以運載知識、傳遞教學信息的物質媒體或物質條件，是現代的教師進行教學活動必不可少的輔助用具。隨著計算機應用技術的普及，學校和教師越來越關注用計算機網絡技術來提高教學效率和教學質量。[4]“工程材料力學性能”課程特點是內容多、知識點零散、概念定義多，書中許多抽象的內容很難通過語言的表述來講清楚，理解起來相對困難。教師在教學過程中運用現代多媒體教學手段，自己動手制作多媒體課件，針對專業特點選擇教學內容和教學方法；另外，通過演示一些動畫圖片和視頻，使得原來抽象的、枯燥的知識形象化，使學生易于理解和掌握，同時還增大了教學信息量，在有限的學時內給學生盡可能多地傳達了信息量。

1新的實驗技術及其應用

實驗技術的提高往往對實驗結果的精確度產生很大的影響，而全新的實驗方法、技術發明或創新，則對學科產生深遠的影響，甚至起至關重要的作用，故本次會議特開辟了‘新的實驗技術及其應用”專題。瑞士的G.Gremaud教授報道了他們的一項新技術:局域的機械能譜應用于非均勻材料的研究。這項技術是在原子力顯微鏡的基礎上發展起來的，能夠探測非均勻材料中微米相的粘彈性和滯彈性。利用這一技術能進一步測量出納米量級的體積內耗值及其動力學模量的變化，使人們能確定機械能耗散的位置，即能測出納米尺寸的機械譜。美國的R.A.Kant教授報道了一種基于內耗測量的化學傳感器，這種傳感器利用內耗和共振頻率的測量原理，探測空氣中還原性體的種類和濃度。巴西的C.R.Grandini教授則報道了一種低成本的內耗測量系統，這一測量裝置的原理有別于傳統的自由衰減的振幅的測量，而是基于速度的測量。阿根廷的J.I，uzuriaga教授報道了利用振動簧上的小球側量超流液氦的湍流。這種方法是在振動簧的懸掛臂上安裝一個小球，測量有、無超流液氮的情況下的內耗值與共振頻率，它們的差值反映出液氮的貢獻部分。根據在片流下小球與液氮相互作用對內耗與共振頻率的貢獻的理論計算與實驗值的對比，就可以定量地了解液氦的湍流的影響。中山大學物理系在儀器設備的改進上作出了相當的努力，將原僅用子測量固體內耗的倒扭擺改裝成既能測固體又能測液體的儀器，同時大大擴大了測量的頻率范圍，使之提高達兩個數量級，這一儀器處于世界領先水平。此外還利用這一儀器測量了水的內耗值，發現其存在一共振吸收峰。當熊小敏宣讀完有關論文后，波蘭的E.Lunarska教授等很感興趣，會后特地前來討論。

2非晶材料、陶瓷與高溫超導體

非晶材料、陶瓷與高溫超導體在工農業生產中發揮愈來愈大的作用，了解其性能與結構的關系是進一步利用這些材料的關鍵，而內耗與超聲衰減技術在這一方面起著很重要的作用。本屆會議有相當數量的論文涉及這些材料的研究。意大利的F.Corder。教授研究了LaZCuO4十。晶格弛豫動力學及其不穩定性。LaZCuO4系列的高溫超導體由06八面體陣列組成，這些八面體在「100〕或[11。」軸方向上的頂點可以形成不同的立方晶形和四方晶形，由于化學配比的IJaZCuO;即使在遠離高溫的四方相到低溫的立方相的轉變點，它的頂點的模式也是高度不穩的。它的滯彈性譜中的兩個強的弛豫過程起因于晶格模式，其中一個在150K(測量頻率約為IkHz，模量的軟化度達20%)的峰是熱激活的，這一現象在’391一的原子核四極子的弛豫過程中觀察過。因此，這個弛豫過程可以用低溫四方相中疇界的類似孤立子的傳播加以解釋。它的激活能大約5倍于根據相關動力學的理論估計值。在低于30K的弛豫過程(模量軟化度10%)歸因于趨向低溫的正方相的不穩定性，這在未摻雜的IJaZCuO;的衍射實驗中從未觀察到。同時文中還討論了這些晶格的不均勻性如何與電子系統強藕合。美國的A.V.Granato教授報告了玻璃質的過冷的液態Pd40Ni40PZ。的切變模量。他們采用E-MAT技術研究了Pd40Ni.OPZ。的切變模量及其溫度譜。測量包括在固定的升溫速率下的切變模量溫度譜、在某一溫度下的切變模量的時間譜、溫度循環的切變模量溫度譜。在玻璃化轉變過程中材料的切變模量是連續的，在玻璃化狀態下，它的DiaelastiC效應與溫度無關。通過切向軟化的參數值丫和從比熱、粘度、體積測量中獲得的參數值的相互比較，發現測量結果與凝聚態物質的間隙原子理論大體相符。比利時的G.Roebben教授報道了氮化硅由于滯彈性與能量耗散所引起的抗疲勞的提高的研究，為了研究在循環負載下晶界的非晶玻璃相的抗形變和耐疲勞性能的提高，他們在氮化硅上進行了拉、壓、扭擺和脈沖激發的實驗，結果表明大振幅下的單向阻尼實驗出現了一種新的、相當強的阻尼效應，阻尼線性地依賴于所加的應力振幅，能量耗散率隨頻率的增加而增加，簡單的流變學分析證明了這種阻尼的機制是滯彈性的，因而是非破壞性的。在蠕變疲勞條件下這樣的滯彈性減少了應變積聚，同時從阻尼的應力振幅的依賴性可知:在微裂紋中在應力集中的地方，會發生更多的能量耗散。這種小區域的屈服效應提高了材料的抗裂紋傳播的能力。這種應變累積效應的減少以及抗裂紋能力的提高解釋了燒結氮化硅陶瓷在高溫下所具有的抗疲勞性。中山大學章明秋報告了高性能熱塑性復合材料界面特性的動態力學表征，結果顯示內耗方法可以有效地反映不同熱處理條件引致的界面微結構，并與宏觀力學性能關聯。回顧本屆會議，最深的體會是與會代表十分關注如何更好地將內耗和超聲技術與工業生產結合起來，特別是在新材料的研究開發上。同時，如何擴大學科的研究范圍亦受到大家的注意。

摘要：本文分析了工程材料學實驗教學中存在的常見問題，提出了一種綜合性、設計性的實驗教學模式，并探討了這種實驗教學改革的實施和成效。實踐表明:綜合性、設計性實驗教學能充分發揮學生的主體作用，提高學生發現問題、分析問題和解決問題的能力，從而培養具有專業素養的高層次創新型復合人才。

關鍵詞：工程材料學；實驗教學改革；綜合性、設計性實驗；創新型復合人才

工程材料學這門課程是機械類和材料類專業的一門專業主干課程，該課程一般安排在材料科學基礎、金屬熱處理二門課程之后，與材料力學性能課程同學期開出，其教學思路一般為：機器、零件的工作狀況→主要失效方式與受載情況→需要什么樣力學性能能滿足該受載情況和抵御失效→引導出組織與鋼種選定→該類鋼的熱處理工藝及力學性能等。工程材料學教學內容多、涉及知識面廣，學生普遍反映學習該課程時內容繁多和需要記憶部分太多[1]。若能走進實踐中親眼看看這些機器零件，體會這些機器運載方式，則學習起來事半功倍。目前，與之配套的實驗教學課程一般為基礎性驗證實驗，主要穿插在理論課程中，并且依附于理論教學的進度[2]，例如常用合金鋼的顯微組織觀察和分析、熱處理工藝的制訂、布洛維硬度檢測等等。工程材料學是一門實驗科學，但當今大多數高校重理論輕實踐，導致實際教學中理論教學和實驗教學通常無法有機結合，各實驗課程間缺乏關聯性和整體性，造成學生學習興趣不濃，更不利于培養學生獨立發現問題、分析問題和解決問題的能力[3]。鑒于此，我校特對工程材料學實驗教學進行了改革，整合原來附屬于理論課程的單個實驗，開設專業綜合性、設計性實驗以培養具有專業素養的高層次創新型復合人才。

1　實驗教學存在的問題

21世紀是培養具有創新精神和實踐能力的高素質人才的關鍵時期，加強高校實驗教學改革刻不容緩。實驗教學相對理論教學更具直觀性、實踐性、綜合性和創新性，它具有課堂理論教學所不可替代的作用，并且能將所學理論知識充分運用于實踐中。理論教學和實驗教學都是培養學生具有創新精神和實踐能力的不可或缺的重要方面。當前，實驗教學改革中存在許多問題亟須解決：從實驗內容方面看，以驗證性、演示性的基礎實驗為主，實驗內容比較陳舊；從實驗教學觀念看，過分重視理論知識傳授、輕視動手能力培養，把實驗教學作為理論教學的附屬品，使其機械依附于理論課程；從實驗教學方法看，實驗方法比較落后，給予學生在自主方面的機會和空間很少，缺乏對學生動手能力的培養。

2　實驗教學改革的內容

2.1　實驗教學內容改革

摘要：隨著城鎮化建設的推進，原有樓房和建筑的拆除是不可避免的，這將會產生大量建筑垃圾。建筑垃圾該何去何從，怎樣將建筑垃圾綠色環保化處理，建筑垃圾的處理成為城鎮建設化過程中棘手的問題。隨著再生資源科技領域的發展，建筑垃圾可以再生混凝土，實現建筑垃圾的循環利用。本文針對建筑垃圾的再生混凝土應用技術進行歸結，僅做參考。

關鍵詞：建筑垃圾；再生混凝土；應用技術

1前言

城鎮化建設過程中產生的建筑垃圾數量巨大，來源復雜，有樓體的建筑垃圾，有道路的建筑垃圾，有橋體的建筑垃圾。建筑垃圾不僅來源廣泛，而且種類繁雜。建筑垃圾中包含金屬，土制，復合材料。這些是建筑垃圾共有的特點。

2再生混凝土的應用現狀

在我國城鎮化建設剛開始階段產生的廢舊建筑垃圾數量有限，大部分的建筑垃圾都進行了填埋或拋棄處理，基本沒有建筑垃圾的重復利用。當時技術還不成熟，建筑垃圾再生混凝土成本較高，混凝土材料的市場廣闊，混凝土材料價格不高，隨意使用不控制使用量。由于前期的混凝土材料不加節制，肆意揮霍，造成了大量浪費，并且污染了環境。隨著再生混凝土技術的應用得到重視和發展，在近幾年全國再生混凝土學術交流的平臺逐漸增多。由開始的地區內學術交流逐漸發展為國內相互交流。交流的范圍也從再生混凝土技術的學習，到再生混凝土技術的應用，再到今天的再生混凝土技術的創新。學術交流會也持續八年之久。2018年在南京航空航天大學承辦交流學術會。第六次全國再生混凝土學術交流會。交流會是由兩個重量級學術部門聯合主辦。分別是：中國土木工程學會混凝土與預應力混凝土分會，中國硅酸鹽學會固廢分會。這代表著中國最頂尖的再生混凝土處理技術。學術會中交流了混凝土在生活方面的科技，論文，以及技術，政策等。通過多次的全國交流會就可以看出我國對建筑垃圾再生混凝土技術的研發重視程度。無論從經濟支持，政策引導，還是專家引領都促使我國建筑垃圾再生混凝土技術快速發展。不僅國內重視建筑垃圾的再生混凝土技術應用，國外也大力研發建筑垃圾的再生混凝土技術應用。建筑垃圾問題已成為全球公認的問題。這對建筑垃圾的再生混凝土技術創新和提升起到推動作用。建筑垃圾再生混凝土不僅是綠色環保工程，也符合我國提出的可持續發展戰略。城鎮化建設的速度逐步加快，廢舊城鎮建筑物數量增多。出現一邊廢棄一邊新建的狀況。因此廢棄的建筑垃圾與快速增長的建筑原料矛盾激化。再生混凝土技術以再生骨料混凝土為主，就是將建筑垃圾中的骨料進行提取，利用提取出來的骨料作為再生混凝土的原材料進行加工。而骨料的提取通常需要對建筑垃圾進行處理，只有處理后的建筑垃圾才能提取出骨料，并且回收利用在混凝土生產中，實現建筑垃圾的再生混凝土應用。

3再生混凝土的基本性能

第一篇：職業教育機械工程材料課程教學效果提升策略

摘要：在職業教育中，《機械工程材料》課程的教學效果很不理想，本文旨在通過深入分析找出影響因素，并提出措施，以提高教學效果。

關鍵詞：工程材料；教學效果；教學內容整合

《機械工程材料》課程是工科院校機械類專業中一門十分重要的專業基礎課。《機械設計》、《機械制造技術》、《鉗工工藝》、《焊接工藝》等很多課程的學習需要以它為基礎。同時，學生將來從事機電產品的設計、加工、維修、營銷等諸多領域的工作時，需要懂得機械工程材料及其成型方面的知識，應予以重視。《機械工程材料》很有難度，學生普遍感到難度大，教學效果不理想，學生應用也不理想。那么應如何提高《機械工程材料》課程的教學效果？對此，我系專門組織教師對該課題進行研究，并將該課題申請為新疆高職專業基礎課教改資助項目。

一、《機械工程材料》學習效果不理想的原因分析

對于一門課，如果能知道它的教學效果不理想的原因所在，就能夠采取相應措施，改善教學效果。筆者憑借多年教授《機械工程材料的》的教學經驗，分析發現《機械工程材料》課程教學效果不好的原因主要有以下幾個方面：

（一）課程學習難度大《機械工程材料》課程學習難度大，這主要表現在1.抽象難理解的知識較多。相當多的章節充斥著抽象難理解的知識，如在金屬晶格這一章節里，金屬晶格的缺陷，以及晶格缺陷對金屬材料機械性能的影響，在鐵碳合金相圖這一章節里，各種成分的鐵碳合金在冷卻結晶時組織隨溫度的變化，鐵碳合金隨碳含量的變化，其組織與性能的變化，在金屬材料的熱處理這一章節里，不同熱處理時鐵碳合金金相組織與性能的變化，在常用金屬材料這一章節里，各種類型牌號的金屬材料的性能、熱處理等，因為抽象難以理解，成為學習的難點。2.概念性的知識多。《機械工程材料》這門課概念性知識很多，如相、固溶體、鐵素體、珠光體、馬氏體、過冷度、淬透性等，后續知識都是建立在這些概念上，掌握不好，就不易理解，概念本身的抽象性，成為《機械工程材料》難學的重要原因。3.缺少見習與實訓。身處小型市、縣的職業院校的機電類專業很多會碰到這樣的尷尬情況，所在地區缺少較具規模的鋼鐵企業、機械加工企業，造成學生不能實地見習、實訓。