力学性能论文全文(5篇)

一、“工程材料力学性能”课程特点及教学现状

1“.工程材料力学性能”课程特点材料的力学性能是指材料在外加载荷作用下或外加载荷与环境因素共同作用下所表现出来的力学行为与机理，是各类材料在实际应用中必须涉及的共性问题。[1]“工程材料力学性能”课程最早是“金属材料力学性能”，后来改名为“材料力学性能”，现在部分教材又改名为“工程材料力学性能”，是许多工程类本科生重要的专业基础课，其教学效果好坏对学生能否打下一个良好的专业基础起着重要的作用。该课程内容涉及面广、工程应用背景强，在材料科学与工程、土木工程、机械工程等专业领域有着重要的应用。本课程的学习，对提高工程类专业学生整体素质及工程实践能力起着至关重要的作用，使得学生能够从各种机器零件或构件在常温、高温以及腐蚀环境的服役条件下的失效现象出发，了解失效现象的机理，从而为他们毕业后从事材料的检测和性能评定、材料的正确选用和安全应用，以及对机械零件的失效分析等工作奠定良好的基础，为企业乃至国民经济的发展提供有力的后备军。

2“.工程材料力学性能”课程教学现状安徽工业大学（以下简称“我校”）材料学院共分金属材料工程、材料成型及控制、无机非金属材料、材料物理四个本科专业，目前，四个专业使用的《工程材料力学性能》是合肥工业大学主编的同一本教材，该教材的内容包含金属材料的力学性能和新型材料的力学性能两大部分，侧重点是金属材料的力学性能部分，主要包含“高分子材料的力学性能”、“陶瓷材料的力学性能”和“复合材料的力学性能”三章的内容。[2]金属材料力学性能的研究时间较长，主要的原理、定律和结论已比较成熟，新型材料力学性能的内容相对较少，它的研究主要借鉴于金属材料力学性能的研究经验和方法。本教材比较适合金属材料工程、材料成型及控制两个专业的学生，对其他专业的学生则显得内容相对较少，不太适合。而且，本课程的内容多、涉及面广，课程学时有限，书中许多抽象的内容很难通过语言的表述来讲清楚，在课堂上教师生硬的照本宣科会使学生感到枯燥乏味，课堂的气氛很难被充分地调动起来，教学效果不佳。针对目前的教学现状，如果不对课程的教学进行改革，授课教师很难在有限的学时内保质保量地完成本课程的教学任务。笔者在“工程材料力学性能”课程的教学实践中体会到：授课教师需要根据专业特点来组织教学内容，才能在规定的学时内完成课程的教学任务。根据专业特点来组织教学内容，使得学生学习和教师授课的侧重点都突出，学生能在有限的学时内提炼出与专业学习有密切联系的知识，加以掌握和应用。[3]本课程的教学目标是使学生能运用所学的理论知识分析材料实际的使用情况，对材料的失效现象的机理进行分析。

二、依据材料物理专业特点，优化教学内容

在“工程材料力学性能”课程教学实践中，笔者结合材料物理专业特点，在保证课程基本内容和结构的前提下，对整本教材进行整合，提炼出一般了解和必须掌握的内容，使学生能在规定的学时内有效地掌握最基本的教学内容。[3]近年来，随着科学技术的发展，材料的种类越来越多，新型材料应用日新月异，纳米材料、薄膜材料和微机电材料快速发展，材料的特征尺寸越来越小，传统的材料力学性能测试手段已无法实施，微区材料的力学性能测试手段应运而生。新材料力学性能测试的标准不断颁布，已有材料的国内标准需与国际标准接轨而不断修改，迫切需要材料力学性能的教学与生产力发展水平一致。鉴于以上几个方面内容，该课程讲授内容主要从以下四个部分来展开：第一部分（第一至第四章）阐述材料在一次加载条件下的形变和断裂过程，所测定的力学性能指标用于评价零件在服役过程中抗过载失效的能力或安全性；第二部分（第五至第八章）论述疲劳、蠕变、磨损和环境效应四种常见的与时间相关的失效形式，材料对这四种形式失效的抗力将决定零件的寿命；第三部分（第九至第十一章）（纳米材料/复合纳米材料）依据材料物理专业的特点，重点讲解纳米材料的力学性能，这其中包括纳米金属材料的力学性能、纳米非金属材料的力学性能、碳纳米材料的力学性能、纳米复合材料的力学性能等；第四部分实验教学中引入国家标准的学习。

三、优化教学方法与手段，全面锻炼学生能力

任何教学过程的开展都离不开一定的方式或方法。传统的教学方法是以教师讲授为主，学生处于被动的接受地位。教学方法的优化倡导以学生为主，强调学生是学习的主人，培养他们自己查阅资料，自己释疑，自己总结，最终具备自我学习的能力。[4]在这个过程中，教师要充分发挥引导作用，充分调动学生的积极主动性。下面以“纳米材料的力学性能”为例来说明教学方法的优化，笔者采用“三步式”教学方法，取得了良好的教学效果。第一步：教师指导学生上网查阅“纳米发动机”的相关资料，并就“纳米发动机”的提出、原理及当前的发展现状写一篇综述性报告，在下一堂课让学生讲解；第二步：根据自己的备课内容及结合自身的科研经历，进一步给学生讲解“纳米发动机”相关材料的制备方法及工艺技术特点；第三步：学生根据教师授课内容和自己查阅的相关资料，完善自己的综述报告。“三步式”教学法组织实施教学，不但可以提高学生学习本门课程的积极性，使学生掌握的知识更加牢固，而且有利于拓展学生的视野，培养了学生的科研兴趣，进一步增强了学生自我获取知识的能力。教学手段是指教师用以运载知识、传递教学信息的物质媒体或物质条件，是现代的教师进行教学活动必不可少的辅助用具。随着计算机应用技术的普及，学校和教师越来越关注用计算机网络技术来提高教学效率和教学质量。[4]“工程材料力学性能”课程特点是内容多、知识点零散、概念定义多，书中许多抽象的内容很难通过语言的表述来讲清楚，理解起来相对困难。教师在教学过程中运用现代多媒体教学手段，自己动手制作多媒体课件，针对专业特点选择教学内容和教学方法；另外，通过演示一些动画图片和视频，使得原来抽象的、枯燥的知识形象化，使学生易于理解和掌握，同时还增大了教学信息量，在有限的学时内给学生尽可能多地传达了信息量。

1新的实验技术及其应用

实验技术的提高往往对实验结果的精确度产生很大的影响，而全新的实验方法、技术发明或创新，则对学科产生深远的影响，甚至起至关重要的作用，故本次会议特开辟了‘新的实验技术及其应用”专题。瑞士的G.Gremaud教授报道了他们的一项新技术:局域的机械能谱应用于非均匀材料的研究。这项技术是在原子力显微镜的基础上发展起来的，能够探测非均匀材料中微米相的粘弹性和滞弹性。利用这一技术能进一步测量出纳米量级的体积内耗值及其动力学模量的变化，使人们能确定机械能耗散的位置，即能测出纳米尺寸的机械谱。美国的R.A.Kant教授报道了一种基于内耗测量的化学传感器，这种传感器利用内耗和共振频率的测量原理，探测空气中还原性体的种类和浓度。巴西的C.R.Grandini教授则报道了一种低成本的内耗测量系统，这一测量装置的原理有别于传统的自由衰减的振幅的测量，而是基于速度的测量。阿根廷的J.I，uzuriaga教授报道了利用振动簧上的小球侧量超流液氦的湍流。这种方法是在振动簧的悬挂臂上安装一个小球，测量有、无超流液氮的情况下的内耗值与共振频率，它们的差值反映出液氮的贡献部分。根据在片流下小球与液氮相互作用对内耗与共振频率的贡献的理论计算与实验值的对比，就可以定量地了解液氦的湍流的影响。中山大学物理系在仪器设备的改进上作出了相当的努力，将原仅用子测量固体内耗的倒扭摆改装成既能测固体又能测液体的仪器，同时大大扩大了测量的频率范围，使之提高达两个数量级，这一仪器处于世界领先水平。此外还利用这一仪器测量了水的内耗值，发现其存在一共振吸收峰。当熊小敏宣读完有关论文后，波兰的E.Lunarska教授等很感兴趣，会后特地前来讨论。

2非晶材料、陶瓷与高温超导体

非晶材料、陶瓷与高温超导体在工农业生产中发挥愈来愈大的作用，了解其性能与结构的关系是进一步利用这些材料的关键，而内耗与超声衰减技术在这一方面起着很重要的作用。本届会议有相当数量的论文涉及这些材料的研究。意大利的F.Corder。教授研究了LaZCuO4十。晶格弛豫动力学及其不稳定性。LaZCuO4系列的高温超导体由06八面体阵列组成，这些八面体在「100〕或[11。」轴方向上的顶点可以形成不同的立方晶形和四方晶形，由于化学配比的IJaZCuO;即使在远离高温的四方相到低温的立方相的转变点，它的顶点的模式也是高度不稳的。它的滞弹性谱中的两个强的弛豫过程起因于晶格模式，其中一个在150K(测量频率约为IkHz，模量的软化度达20%)的峰是热激活的，这一现象在’391一的原子核四极子的弛豫过程中观察过。因此，这个弛豫过程可以用低温四方相中畴界的类似孤立子的传播加以解释。它的激活能大约5倍于根据相关动力学的理论估计值。在低于30K的弛豫过程(模量软化度10%)归因于趋向低温的正方相的不稳定性，这在未掺杂的IJaZCuO;的衍射实验中从未观察到。同时文中还讨论了这些晶格的不均匀性如何与电子系统强藕合。美国的A.V.Granato教授报告了玻璃质的过冷的液态Pd40Ni40PZ。的切变模量。他们采用E-MAT技术研究了Pd40Ni.OPZ。的切变模量及其温度谱。测量包括在固定的升温速率下的切变模量温度谱、在某一温度下的切变模量的时间谱、温度循环的切变模量温度谱。在玻璃化转变过程中材料的切变模量是连续的，在玻璃化状态下，它的DiaelastiC效应与温度无关。通过切向软化的参数值丫和从比热、粘度、体积测量中获得的参数值的相互比较，发现测量结果与凝聚态物质的间隙原子理论大体相符。比利时的G.Roebben教授报道了氮化硅由于滞弹性与能量耗散所引起的抗疲劳的提高的研究，为了研究在循环负载下晶界的非晶玻璃相的抗形变和耐疲劳性能的提高，他们在氮化硅上进行了拉、压、扭摆和脉冲激发的实验，结果表明大振幅下的单向阻尼实验出现了一种新的、相当强的阻尼效应，阻尼线性地依赖于所加的应力振幅，能量耗散率随频率的增加而增加，简单的流变学分析证明了这种阻尼的机制是滞弹性的，因而是非破坏性的。在蠕变疲劳条件下这样的滞弹性减少了应变积聚，同时从阻尼的应力振幅的依赖性可知:在微裂纹中在应力集中的地方，会发生更多的能量耗散。这种小区域的屈服效应提高了材料的抗裂纹传播的能力。这种应变累积效应的减少以及抗裂纹能力的提高解释了烧结氮化硅陶瓷在高温下所具有的抗疲劳性。中山大学章明秋报告了高性能热塑性复合材料界面特性的动态力学表征，结果显示内耗方法可以有效地反映不同热处理条件引致的界面微结构，并与宏观力学性能关联。回顾本届会议，最深的体会是与会代表十分关注如何更好地将内耗和超声技术与工业生产结合起来，特别是在新材料的研究开发上。同时，如何扩大学科的研究范围亦受到大家的注意。

摘要：本文分析了工程材料学实验教学中存在的常见问题，提出了一种综合性、设计性的实验教学模式，并探讨了这种实验教学改革的实施和成效。实践表明:综合性、设计性实验教学能充分发挥学生的主体作用，提高学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，从而培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。

关键词：工程材料学；实验教学改革；综合性、设计性实验；创新型复合人才

工程材料学这门课程是机械类和材料类专业的一门专业主干课程，该课程一般安排在材料科学基础、金属热处理二门课程之后，与材料力学性能课程同学期开出，其教学思路一般为：机器、零件的工作状况→主要失效方式与受载情况→需要什么样力学性能能满足该受载情况和抵御失效→引导出组织与钢种选定→该类钢的热处理工艺及力学性能等。工程材料学教学内容多、涉及知识面广，学生普遍反映学习该课程时内容繁多和需要记忆部分太多[1]。若能走进实践中亲眼看看这些机器零件，体会这些机器运载方式，则学习起来事半功倍。目前，与之配套的实验教学课程一般为基础性验证实验，主要穿插在理论课程中，并且依附于理论教学的进度[2]，例如常用合金钢的显微组织观察和分析、热处理工艺的制订、布洛维硬度检测等等。工程材料学是一门实验科学，但当今大多数高校重理论轻实践，导致实际教学中理论教学和实验教学通常无法有机结合，各实验课程间缺乏关联性和整体性，造成学生学习兴趣不浓，更不利于培养学生独立发现问题、分析问题和解决问题的能力[3]。鉴于此，我校特对工程材料学实验教学进行了改革，整合原来附属于理论课程的单个实验，开设专业综合性、设计性实验以培养具有专业素养的高层次创新型复合人才。

1　实验教学存在的问题

21世纪是培养具有创新精神和实践能力的高素质人才的关键时期，加强高校实验教学改革刻不容缓。实验教学相对理论教学更具直观性、实践性、综合性和创新性，它具有课堂理论教学所不可替代的作用，并且能将所学理论知识充分运用于实践中。理论教学和实验教学都是培养学生具有创新精神和实践能力的不可或缺的重要方面。当前，实验教学改革中存在许多问题亟须解决：从实验内容方面看，以验证性、演示性的基础实验为主，实验内容比较陈旧；从实验教学观念看，过分重视理论知识传授、轻视动手能力培养，把实验教学作为理论教学的附属品，使其机械依附于理论课程；从实验教学方法看，实验方法比较落后，给予学生在自主方面的机会和空间很少，缺乏对学生动手能力的培养。

2　实验教学改革的内容

2.1　实验教学内容改革

摘要：随着城镇化建设的推进，原有楼房和建筑的拆除是不可避免的，这将会产生大量建筑垃圾。建筑垃圾该何去何从，怎样将建筑垃圾绿色环保化处理，建筑垃圾的处理成为城镇建设化过程中棘手的问题。随着再生资源科技领域的发展，建筑垃圾可以再生混凝土，实现建筑垃圾的循环利用。本文针对建筑垃圾的再生混凝土应用技术进行归结，仅做参考。

关键词：建筑垃圾；再生混凝土；应用技术

1前言

城镇化建设过程中产生的建筑垃圾数量巨大，来源复杂，有楼体的建筑垃圾，有道路的建筑垃圾，有桥体的建筑垃圾。建筑垃圾不仅来源广泛，而且种类繁杂。建筑垃圾中包含金属，土制，复合材料。这些是建筑垃圾共有的特点。

2再生混凝土的应用现状

在我国城镇化建设刚开始阶段产生的废旧建筑垃圾数量有限，大部分的建筑垃圾都进行了填埋或抛弃处理，基本没有建筑垃圾的重复利用。当时技术还不成熟，建筑垃圾再生混凝土成本较高，混凝土材料的市场广阔，混凝土材料价格不高，随意使用不控制使用量。由于前期的混凝土材料不加节制，肆意挥霍，造成了大量浪费，并且污染了环境。随着再生混凝土技术的应用得到重视和发展，在近几年全国再生混凝土学术交流的平台逐渐增多。由开始的地区内学术交流逐渐发展为国内相互交流。交流的范围也从再生混凝土技术的学习，到再生混凝土技术的应用，再到今天的再生混凝土技术的创新。学术交流会也持续八年之久。2018年在南京航空航天大学承办交流学术会。第六次全国再生混凝土学术交流会。交流会是由两个重量级学术部门联合主办。分别是：中国土木工程学会混凝土与预应力混凝土分会，中国硅酸盐学会固废分会。这代表着中国最顶尖的再生混凝土处理技术。学术会中交流了混凝土在生活方面的科技，论文，以及技术，政策等。通过多次的全国交流会就可以看出我国对建筑垃圾再生混凝土技术的研发重视程度。无论从经济支持，政策引导，还是专家引领都促使我国建筑垃圾再生混凝土技术快速发展。不仅国内重视建筑垃圾的再生混凝土技术应用，国外也大力研发建筑垃圾的再生混凝土技术应用。建筑垃圾问题已成为全球公认的问题。这对建筑垃圾的再生混凝土技术创新和提升起到推动作用。建筑垃圾再生混凝土不仅是绿色环保工程，也符合我国提出的可持续发展战略。城镇化建设的速度逐步加快，废旧城镇建筑物数量增多。出现一边废弃一边新建的状况。因此废弃的建筑垃圾与快速增长的建筑原料矛盾激化。再生混凝土技术以再生骨料混凝土为主，就是将建筑垃圾中的骨料进行提取，利用提取出来的骨料作为再生混凝土的原材料进行加工。而骨料的提取通常需要对建筑垃圾进行处理，只有处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产中，实现建筑垃圾的再生混凝土应用。

3再生混凝土的基本性能

第一篇：职业教育机械工程材料课程教学效果提升策略

摘要：在职业教育中，《机械工程材料》课程的教学效果很不理想，本文旨在通过深入分析找出影响因素，并提出措施，以提高教学效果。

关键词：工程材料；教学效果；教学内容整合

《机械工程材料》课程是工科院校机械类专业中一门十分重要的专业基础课。《机械设计》、《机械制造技术》、《钳工工艺》、《焊接工艺》等很多课程的学习需要以它为基础。同时，学生将来从事机电产品的设计、加工、维修、营销等诸多领域的工作时，需要懂得机械工程材料及其成型方面的知识，应予以重视。《机械工程材料》很有难度，学生普遍感到难度大，教学效果不理想，学生应用也不理想。那么应如何提高《机械工程材料》课程的教学效果？对此，我系专门组织教师对该课题进行研究，并将该课题申请为新疆高职专业基础课教改资助项目。

一、《机械工程材料》学习效果不理想的原因分析

对于一门课，如果能知道它的教学效果不理想的原因所在，就能够采取相应措施，改善教学效果。笔者凭借多年教授《机械工程材料的》的教学经验，分析发现《机械工程材料》课程教学效果不好的原因主要有以下几个方面：

（一）课程学习难度大《机械工程材料》课程学习难度大，这主要表现在1.抽象难理解的知识较多。相当多的章节充斥着抽象难理解的知识，如在金属晶格这一章节里，金属晶格的缺陷，以及晶格缺陷对金属材料机械性能的影响，在铁碳合金相图这一章节里，各种成分的铁碳合金在冷却结晶时组织随温度的变化，铁碳合金随碳含量的变化，其组织与性能的变化，在金属材料的热处理这一章节里，不同热处理时铁碳合金金相组织与性能的变化，在常用金属材料这一章节里，各种类型牌号的金属材料的性能、热处理等，因为抽象难以理解，成为学习的难点。2.概念性的知识多。《机械工程材料》这门课概念性知识很多，如相、固溶体、铁素体、珠光体、马氏体、过冷度、淬透性等，后续知识都是建立在这些概念上，掌握不好，就不易理解，概念本身的抽象性，成为《机械工程材料》难学的重要原因。3.缺少见习与实训。身处小型市、县的职业院校的机电类专业很多会碰到这样的尴尬情况，所在地区缺少较具规模的钢铁企业、机械加工企业，造成学生不能实地见习、实训。