材料力学论文精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇材料力学论文范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

[关键词]材料力学；学生主体；启发式；方法与措施

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2017）03-0031-02

材料力学是工科高等院校十分重要的专业基础课，涉及机械工程、土木工程、石油工程等许多专业。该课程的本质是探寻不同类型材料对于各种外力的承受能力以及内部变化，从而进一步分析各种材料的强度、刚度和稳定性。因此，在课堂理论教学的基础上，它非常强调与之对应的各种材料力学性能实验。良好的实验教学过程，不仅能够提高学生对基本理论知识的掌握，而且能够激发学生的学习兴趣，培养其分析和创新能力。

一、材料力学实验课程现状分析

当前的材料力学实验教学效果不尽如人意，总体而言存在以下几个方面的问题。1.教学模式单一。目前，材料力学实验教学均采用传统的教学模式，即教师讲解实验原理及实验过程，之后学生分组进行实验，最后填写统一的实验报告，获取实验成绩。2.学生参与度和积极性不高。由于缺乏对材料力学实验教学的认识，学生普遍存在不重视实验的问题。由于材料力学实验均为分组实验，每组成员2～8人不等，因此部分学生在实验过程中完全依赖同组其他同学，有些对于实验原理都不甚了解。3.缺乏质疑能力和创新意识。当前，高校学生的学习具有很强的惰性，一味地接受书本和教师传授的知识。在实验过程中，学生不会对实验的原理或者方法展开自己独立的思考或者提出疑问，更不会在现有实验的基础上进行更深层次的研究和创新。

二、材料力学实验课程的改革方法

针对以上问题，本文就材料力学实验课程提出以下改革思路。

（一）从被动“填鸭”式向学生主体式转变

当前，课程教学改革大力倡导以学生为中心，培养学生的学习能力、质疑能力以及创新能力。同样，对于材料实验课程，也需要从传统的以教师为主的教学模式，向以学生为主体的教学模式转变。具体实施办法为：充分发挥学生在材料力学实验课程中的主体作用，由学生自行分析材料力学实验原理、参照大纲制定实验方案、分配实验任务、操作仪器设备、获取试验结果、撰写实验报告等。在这一系列过程中，教师的身份要由从前的“讲师”转变为“导师”，即在学生遇到问题时以参与者的身份负责答疑解惑。同时，为督促和提高每一位学生对实验的参与度和积极性，在实验完成后，教师针对每一小组各随机选取一名成员作为汇报人，对实验原理、方法和结果等以前完全由教师讲授的内容进行讲解，该名成员汇报的得分，将成为本小组最终的实验成绩。这样不仅能够有效地促进小组成员之间的沟通和学习，而且能够很好地避免部分学生的惰性和依赖性。

（二）从表格式的实验报告向小论文的转变

传统的材料力学实验报告形式单一，学生在完成实验后，只需将实验结果逐一填入设计好的表格中即可。这样的实验报告不仅会在很大程度上限制学生的分析思考能力，而且非常容易出现相互抄袭的现象。为此，若能将格式固定的表格式实验报告转变为小论文的形式，将会从根本上解决这一问题。在材料力学实验小论文中，学生需要简述该实验的实验原理、制定实验方案的依据、人员组织、具体实施情况、实验结果以及本次实验所存在问题等。教师对小论文的评分也应从单纯地重视实验结果，变成对以上各方面内容的综合评判。对于实验结果不理想的学生，若能在小论文中正确地分析其原因，并且找出切实可行的解决方法，同样能够获得较好的实验成绩。

（三）基础实验与开放实验相结合

在当前高等院校大力倡导提高学生创新意识的大环境下，材料力学实验教学应进一步向基础实验与开放实验相结合的方向发展，为学生提供一个良好的实践平台，从而提高学生的思考、创新以及实际工程应用能力。开放实验的题目，可通过三种渠道获取。1.学生自拟。通常由3～5名学生形成实验小组，根据材料力学课堂理论教学和基础实验内容，结合自己的学习兴趣，拟定相应的开放实验题目。实验教师为学生提供所需的实验条件和相关理论指导，使其实验内容能够顺利实施。2.教师提供。以学生未来的职业和专业为导向，教师为学生提供2～3个开放实验题目供学生进行选择。例如，材料力学中的直梁弯曲正应力实验，其原理是直梁弯曲时，其表面粘贴的应变片产生电阻变化，由应变仪将信号放大并显示其应变情况。虽然学生在实验仪器准备充分的情况下，大都能够顺利地完成实验，但是很少有学生能够亲自动手粘贴应变片或者搭接电桥线路。因此，教师可以在此实验的基础上，提供相应的开放实验题目，给学生提供深入学习和实践的机会。3.研究生科研项目带动。工科高校研究生在完成科研项目时，通常需要进行相关的实验。例如，研究生利用力学实验室材料试验机进行PDC复合片压缩实验。在其实验过程中，可带领1～2名本科生开展相关实验工作。这样，不仅能够提高本科生的学习兴趣，培养其应用及创新的能力，而且能够为他们今后的学习或者研究工作奠定基础。

三、材料力学实验课程改革的保障措施

为了保证以上材料力学实验课程改革的顺利实施，需要做好相应的保障工作，具体而言包括以下方面。

（一）实验教师能力的提升

新的材料力学实验课程组织方法，突破了传统的教学模式，必然会为实验教师带来更多的挑战。实验教师自身的能力和素质，很大程度上决定了材料力学课程改革的效果。传统的材料力学实验教师只需根实验大纲和指导书按部就班地指导学生进行相应实验。然而改革后，实验教师更多的是扮演“导师”的角色，参与学生的实验，为其提供指导和帮助。这样，势必要求实验教师具有更深更广的专业基础知识，以及辅导各类型实验的综合能力。为此，对于现有材料力学实验教师而言，应当不断充实自己。对于学校来说，应当吸引更多有能力的优秀人才从事材料力学实验教学工作，并且提供有利的条件，加强其与其他开设相关课程的高校之间的交流和学习，让实验教师“走出去”，把好的思路和想法“引进来”。

（二）实验设备条件的保障

加强现有设备的维护和保养，并在此基础上，增加新的仪器、设备的投入。目前一些学校的材料力学实验设备，如静态应变仪、扭转试验机的年代都相对比较久远，已无法完全满足新的材料力学实验课程的需要。因此，对于有条件的学校，可购置一批先进的实验设备，以保证课程改革的需求。同时，在新的材料力学课程组织模式下，应把基础实验与开放实验相结合，各类型实验设备和实验室之间需要进一步加强协调与配合，制定相应的管理制度，这样才能保证材料力学实验课程改革的顺利开展。

（三）给予学生创新实践学分激励

在材料力学实验课程改革中，学生的主体地位，学生的积极性、主动性和创造性直接影响着新的实验课程的实施程度。只有充分调动学生的学习热情和积极性，才能从真正意义上打破传统教学模式，提高材料力学的实验教学水平。然而，当前大学生学习具有很强的惰性，只要与学分无关的事情就不愿意去做。作为学校，恰好可以利用学生的这一特点，采用创新实践学分激励的办法，对于材料力学基础实验后，成功完成相应开放实验的学生，给予额外的学分奖励，由此推动材料力学实验课程改革的顺利进行。

四、结语

打破常规实验教学模式，充分发挥学生的主体作用，提高学生的学习兴趣、培养学生的创新能力，是以学生为主导的启发式材料力学实验课程改革的关键。同时，需要从实验教师、实验O备等方面为改革的实施提供保障。本文所提出的材料力学实验课程改革方法，也能为其他相关实验课程的改革提供参考和思路。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 周沙溆.工程教育认证体制下《材料力学实验》教学改革趋势探讨[J].时代教育，2015（3）：57-58.

[2] 裴立宅，刘翠娟，樊传刚.材料力学性能课程的教改思路[J].中国轻工教育，2010（3）：64-66.

[3] 段军，班宇鑫，谭金兰，肖明葵.基于应用型人才培养的材料力学课程改革研究与探讨[J].课程教育研究，2015（24）：195-196.

[4] 杨锡阶，王时越，李建云.力学实验开放教学体系的构建[J].轻工设计，2011（4）：359.

篇(2)

关键词：隧道开挖、节理密集带、数值模拟

Abstract：In the tunnel excavation process, the footage of each excavation, excavation sequence, cycle time, groundwater seepage, rock intensity, burst strength and other factors, a direct threat to the safety of tunnel construction. In this paper, steep gully landscape dense with joint tunnel excavation and support, using numerical simulation method to simulate the construction process, the mechanical properties of the tunnel excavation and support research on the type of tunnel construction landscape has a very important practical significance.

Keyword：tunnel excavation, jointed intensive, numerical simulation

1 隧道开挖支护模型建立

现阶段隧道施工方法一般采用新奥法施工，针对冲沟地貌节理裂隙密集带围岩，采用台阶法分部开挖和锚喷支护方式【1】。即第一步开挖上半断面并及时支护，第二部开挖下半断面的左半部分并及时支护，第三部开挖下部断面的右半断面并及时支护，将二次支护作为安全储备。隧道开挖断面为城门型，开挖外轮廓直径为6.98m。考虑隧道不受边界条件的影响，横向以隧道中心线为中心取80m，垂直方向取实际隧道埋深为建模边界，支护参数如图1所示。

图1 隧道开挖支护模型参数

2 隧道开挖支护有限元分析

针对隧道区地貌、地质条件和开挖支护的施工过程的实际情况，对隧道地表为冲沟地貌并经过陡倾斜节理裂隙密集带开挖支护情况下，考虑放水孔排水和注浆两种情况下进行围岩力学特性分析【2】。大多数岩石为脆性材料，屈服准则采用Mohr-Coulomb破坏准则，支护材料采用弹性模型进行计算，节理密集带材料力学参数【3】采用两种材料力学参数phase2软件自带裂隙密集带模型参数，支护材料力学参数见表1：

表1 支护材料力学参数

2.1 仅考虑地下水+放水孔情况

隧道经过冲沟地貌陡倾节理裂隙密集带，开挖并及时支护，考虑左侧地下水位16m，右侧为22m，在拱脚和边墙底部考虑放水孔排水情况下，随着隧道开挖和放水孔排水，地下水位下降到隧道放水孔位置，边墙和仰拱有地下水位侵蚀。

冲沟地貌陡倾节理裂隙密集带隧道分步开挖【4】与支护力学特性分析结果见图2所示，主应力在节理裂隙影响下，分布较为紊乱；总位移场和矢量分布受节理裂隙影响，且无法控制，屈服区增大，边墙大约3.5m，拱顶基本贯穿地表，而新增拉剪破坏区即松动圈也得不到有效控制，拱顶、仰拱出现大范围破坏，隧道围岩整体不稳定。

图2隧道开挖与支护力学特性分析结果图

2.2 考虑节理裂隙密集带注浆情况

针对隧道经过冲沟地貌陡倾斜节理裂隙密集带，考虑对隧道节理裂隙密集带注浆，在考虑左侧地下水位16m，右侧为22m，同时在拱脚和边墙底部考虑放水孔排水情况下随着隧道开挖和放水孔排水，地下水位下降到隧道放水孔位置，边墙和仰拱有地下水位侵蚀。

冲沟地貌倾斜节理裂隙密集带，注浆加固后隧道分步开挖并及时支护，力学特性分析结果见图3所示：

图3注浆隧道开挖与支护力学特性分析结果图

针对节理裂隙密集带注浆隧道开挖与支护，得到以下结论：

1、主应力总体随埋深分层增大分布，但在节理裂隙和注浆体复杂影响下，分布较为紊乱，但得到了改善。

2、总位移场和矢量分布得以控制，屈服区得到控制，在拱顶、右侧松动范围大约2.0m，隧道围岩屈服区受节理裂隙影响得到明显改善。

3、隧道围岩屈服区、新增拉剪破坏区即松动圈得到有效控制，隧道围岩整体稳定。

3 结论

对隧道地表为冲沟并经过陡倾斜节理裂隙密集带围岩开挖支护情况下，考虑放水孔排水和注浆两种情况下进行围岩力学特性进行稳定性分析，分析结果表明，放水孔排水情况下，隧道围岩不稳定，屈服点联通，施工不安全；在考虑注浆加固情况下，隧道围岩基本稳定，可以采取此种方法进行隧道开挖掘进【5】。

参考文献

[1]夏峰.地下硐室围岩松动圈影响因素分析：[中国地震局工程力学研究所硕士学位论文].哈尔滨：中国地震局工程力学研究所，2009

[2]孙有为.地下洞室的几何性质对松动圈的影响：[中国地震局工程力学研究所硕士学位论文].哈尔滨：中国地震局工程力学研究所，2006

[3]刘传孝，王同旭，杨永杰.高应力区巷道围岩破碎范围的数值模拟及现场测定的方法研究.岩石力学与工程学报，2004，23(14)，2413-2416

[4]李纯洁，孔德森，王立才.探地雷达在松动圈确定与巷道支护参数优化中的应用.山东科技大学学报自然科学版，2008，27(1)，19-22

篇(3)

一、 主办单位

中国力学学会计算力学专业委员会 《计算机辅助工程》杂志社

二、 承办单位

上海海事大学

三、 时间与地点

1 会议时间:2011年4月23─24日,2011年4月22日报到

2 会议地点:上海海事大学(上海市临港新城海港大道1550号)

四、 会议组织机构

1 大会主席:张洪武 马宪国

2 学术委员会

主 任:钟万勰 崔俊芝 程耿东 申长雨

秘 书:楼 进

3 组织委员会

主 任:杨勇生

副主任:章 青 袁林新 楼 进

秘 书:于 杰

五、 征文范围

1 CAE基础理论

(1)计算力学基础理论、结构力学、材料力学、仿生力学、动力学与控制和爆破力学等;

(2)CAE仿真、优化技术;

(3)非线性有限元理论及应用;

(4)前后处理技术;

(5)产品结构强度分析、疲劳寿命分析、振动及噪声仿真分析和碰撞仿真等;

(6)先进材料/结构优化技术;

(7)可靠性分析与CAE工程稳健设计;

(8)CAE验证与确认.2 CAE应用

(1)工程数值分析在航空、航天、兵器、船舶、海洋、汽车、铁道机车、装备制造、电子、材料和土木等工程中的应用;

(2)新材料、新工艺和复合材料的CAE;

(3)各类工程中的施工力学、工艺力学问题的CAE;

(4)CAE技术在国家重大工程与装备中的应用.

3 CAE软件开发

(1)自主CAE软件研发;

(2)智能化CAD/CAE集成;

(3)虚拟产品开发平台(VPD);

(4)分布式仿真平台技术与协同仿真;

(5)产品研发仿真流程和工程数据库.

六、 征文要求

1 围绕主题内容充实、数据准确、文字通顺,字数在5千字以内,未在正式刊物上发表.

2 文稿录入请使用Word 2003系统,版面为A4纸规格,双栏排版,上页边距为2.2 cm,下、左、右页边距均取2 cm.

3 标题(二号黑体)居中;作者姓名(四号楷体)位于标题下方居中;作者单位(单位+二级部门)、地区(省+市)、邮编(小五号楷体)位于作者姓名下方;摘要、关键词(五号楷体)位于作者单位下方(空一行);正文用五号宋体,一、二、三级标题序号分别用阿拉伯数字(如“1”、“1.1”、“1.1.1” );图、表尽量排列紧凑,线条清晰;正文后列出参考文献(六号楷体)简介.

4 论文最后附第一作者和第二作者的详细信息,包括性别、民族、籍贯(省+县)、职称、学历、职务、研究方向以及E,mail,手机,办公室电话,邮编和详细通信地址等联系方式.

5 论文请不要;涉及军工等敏感方向的论文,请作者提供有效的保密审查证明原件.

6 论文请务必在2011年1月15日前发送到或,并在邮件主题注明“投稿:计算机辅助工程及其理论研讨会2011”.

七、 论文评审

会议学术委员会将对论文进行严格评审,根据评审结果向作者发出录用通知.评选出的优秀论文作者将获证书和奖品.优秀论文将安排在《计算机辅助工程》上发表.

八、 联系方式

如需了解详细信息,请致电或发邮件咨询.

电 话:021,38284908 传 真:021,38284916

E,mail:

地 址:上海临港新城海港大道1550号A30# 邮 编:201306

联系人:于 杰 陈锋杰

网 址:

中国力学学会计算力学专业委员会

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关键词：通识教育；基础力学；课程体系；教学模式

中图分类号：G482 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2012）12-0039-02

基础力学涵盖理论力学、材料力学、结构力学和弹性力学等课程，是理工科院校相关专业的重要技术基础课。从知识结构方面看，力学是学生在学习数学、物理等课程后最先接触到的专业基础课，具有承上启下的作用；从课程属性方面看，力学既是基础学科又是应用学科，强调建模能力、分析能力和自学能力，对提高学生的创新能力和科学素养具有不可替代的作用。根据新时期高等教育的特点，探索和构建通识教育背景下的基础力学课程教学新体系，对培养学生的综合能力、创新意识、科学与人文素养都具有积极的意义。

一、以人的全面发展为培养目标的现代教育理念

传统的教育理念和教学目标强调以知识传承为中心，即单一知识结构、单纯知识传承、单调的课堂教学，束缚了学生的想象力和创造力，已不适应新时期大众教育的发展趋势和对综合性、创新型人才的培养要求。现代教育理论则注重人的全面发展和个性化培养，强调知识与能力、过程与方法、情感与个性、科学与人文的内在统一。师生间不仅传授教学大纲所规定的课程内容，而且还传递和领会教学大纲未规定的态度、意愿、情感等个性和心理方面等看不见的内容。教学不再呈现一维、单向、静态的教学结构形态，而是一个多维、动态、相互依存和相互作用的过程。基础力学课程中的许多内容都有着很好的历史背景和生活与工程背景，在长期的发展中形成了独特的研究方法和力学文化。因此，在课程的教学活动中，适时地将现代教育理论、科技发展史以及科学技术的最新成果融入力学的课程教学之中，不仅能极大地激发学生的学习热情，而且能有效地推动通识教育与专业教育、理论教学与实践教学、知识传承与能力培养、科学情趣与人文精神的渗透与融合，将有助于培养学生的创新意识和严谨求实的科学态度，提高学生的科学和人文素养，从而促进学生的全面发展。

二、以通识化教育为基础的课程教学体系

通识教育是指在高等教育阶段面向全体学生进行的基础性人文和科学知识的传授、个性品质的训练、公民意识的陶冶，以及不直接服务于专业教育的人所共需的一些实际能力的培养。通识教育是一种素质教育，它没有专业的硬性划分；而专业教育则依托特定的背景，重在训练学生的专业思维、培养学生的专业技能。二者既相互对立，又相互统一。在教学实践中，我们通过打造基础力学通识教学平台，构建以通识化教育为基础的新型的课程教学体系，推动通识教育和专业教育的有机结合。基础力学通识教学平台由多个模块构成。其中通识教学Ⅰ主要为面向大一新生开设的公共基础类课程，旨在培养学生的力学兴趣和人文素养，由通识课和研讨课两种形式。目前已开设9门，涉及科学与技术、方法与技巧、哲学与思维、科学与人文等不同领域，如《无处不在的力学》、《混沌与非线性思维》、《工程科学与力学文化》、《低碳经济与新能源技术》、《变形与破坏》、《生物力学浅谈》等，具有名师挂帅、小班上课、师生互动、考核灵活的特点。通识教学Ⅱ主要面向高年级有一定力学基础和专业背景的学生开设，旨在促进通识教育和专业教育的相互渗透与融合，如《力学与实践》、《微纳米力学》、《流动控制与飞行器的前沿探讨》、《固体力学实验技术》等，采用研讨课、实践课、专家讲座、工程训练等多种形式。另外，在教学计划中还专门设立了通识教学模块Ⅲ，即对每一门课程都规定了相应的自学和研讨学分要求，实行单独计算、单独考核，以此营造良好的氛围引导学生自学，并淡化专业概念、扩大专业内涵，将通识教育贯穿于整个本科教学的全过程，努力实现通识教育与专业教育、知识传承与能力培养、科学精神与人文素养的有机结合和良好互动。

三、以学生为本的个性化教学模式

遵循因材施教的原则，打造个性化教学平台，为每一个学生的长远发展力图提供最有利的学习和成长环境。个性化教学平台由四个部分构成。（1）专业分流。根据学校大类招生的安排，新生入学一年后可按照自己的兴趣和爱好实施专业分流；原数理综合班学生在入学两年后按照个人意愿在院内再选择专业。（2）分层教学。根据学生的个体差异实施分层教学。例如《工程力学》开设的常规班和外语班；《材料力学》开设的普通班和试点班；《结构力学》开设的普通班和创新班等，开展因材施教。目前已实3届，普遍反映良好。（3）模块教学。按照课程要求、面向不同教学对象组成不同的教学模块，学生们可根据自己的特点进行选择。如《结构力学》课程中的基础理论、实验结构力学、程序计算、工程测试训练等多模块课程模式，其中基础理论为必选模块，其余的模块学生可根据专业要求和个人兴趣选择其中的一个或全部。在基础力学实验教学中，对不同层次的实验项目和实验内容组成不同形式的模块，以适用于不同专业的学生和对象，如多学时、少学时模块；独立、非独立设课模块；创新实验、课外设计等模块可多达12～14个。（4）情趣教学。在课程教学中，为每一位学生提供可自由发挥的空间，让学生按照自己的情趣和特长选择不同的内容、题材和形式，进行自主式学习和研究，使学生亲历知识的探索形成过程，品尝再发现的喜悦。如《材料力学》中的创新实验自主设计；学生可根据自己的特点和生活观察，提出实验方案，在教师的指导下独立地完成论证、设计、搭建和实验等各个教学环节，因而每个实验都各具特色。《结构力学》中的实验实践、工程训练和小论文相结合的个性化教学；《弹性力学》中的学生调研—立题—研究—小论文—答辩—评价等探究式学习程序，有效地提高了学生的学习兴趣和参与热情，都收到了较好的效果。据2010年的统计，新体系实施后，表面上各基础力学课程如《理论力学》、《材料力学》和《结构力学》的优秀率分别提高2.0%、2.7%和10.8%。数理综合班约有50%的学生不同程度地参加了导师的研究工作，先后承担国家级和上海市大学生创新项目16项。几年来，共建设各类基础力学精品课程和重点课程12门，其中国家精品课程1门，上海市精品课程2门；初步完成了国家级力学实验教学示范中心的建设；有17人在“周培源全国大学生力学”竞赛中获奖；并获上海市大学生力学实验竞赛团体一等奖和全国大学生基础力学实验竞赛团体二等奖。

四、以社会长期效应为尺度的评价机制

建立科学的评价体系和评价机制，逐步采用学术和社会贡献度的评价标准以及同行评价的方式代替目前的论文、项目和工作量统计的评价标准和评价机制，从整体上全面、客观、科学地评价一个人的学术水平和地位以及对科学与社会的贡献，有利于调动广大教师长期从事基础教学和课程建设的积极性，规范教授上课考核制度，倡导名师为本科生上基础课。把教学质量与就业率和考研率脱钩，建立毕业生跟踪调查、随访和反馈制度，让社会评价成为办学水准和教学质量的最重要的标准，并在长期的办学过程中逐步形成自己的特色和品牌。

参考文献：

[1]王芳亮，杨必武，张广杰.通识教育背景下教师教育课程设置的策略[J].教育探索，2010，（23）：37-38.

[2]赵洪.研究性教学与大学教学方法改革[J].高等教育研究，2006，27（2）：71-75.

[3]朱怀亮.基础力学现代教学模式的探析[J].高等理工教育（专辑），2010，（12）：95-97.

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关键词:LV710贝氏体钢 回火 热处理 力学性能

1 前言

目前贝氏体钢已经广泛应用于汽车前轴、铁路道岔、矿山用高强度耐磨钢球、塑料模具、油田用抽油杆等多个方面。贝氏体钢是21世纪钢铁材料中的奇葩，正朝着低碳、超低碳、超细晶和高强度方面发展，在不久的将来，将会有更加广泛的应用前景[1，2，4]。

本文主要是通过试验研究LV710贝氏体钢在不同的正火回火热处理后的力学性能特点，分析热处理工艺对其力学性能的影响，为其应用奠定试验依据。

2 实验部分

2.1 试验仪器及设备

（1）热处理试验：SXS-15-13型箱式电阻炉（最高温度1500℃）；

（2）拉伸试验：CMT5105A 型微机控制电子万能试验机；

（3）硬度试验：HT-320全洛氏硬度仪；

（4）冲击试验：JBN-30型冲击试验机

2.2 试验材料及其制备

试验材料：LV710新型贝氏体钢。

试样加工：冲击试样加工成10.2×10.2×55mm，热处理后开V 形缺口，拉伸试样加工成Φ14×80mm棒料，然后加工成Φ6mm标准短拉伸试样。

2.3 试验方案的确定

2.3.1 热处理工艺确定及其热处理试验

本次试验确定LV710贝氏体钢的正火温度为920℃×1h，试样空冷后在不同温度进行回火，回火温度分别为200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃，回火时间为2小时。

2.3.2 力学性能试验

1.拉伸试验，测定材料的强度、延伸率、断面收缩率等指标。

2.硬度试验，对经过磨加工后的冲击韧度试样进行HRC硬度测定。

3.冲击韧度试验，测定材料的冲击韧度。

2.4 试验过程

2.4.1 热处理过程

将热处理炉加热至920℃后，把试样放入炉膛内。待炉膛温度回复至920℃并稳定后开始计时，将试样加热1小时后取出，空冷后分别将试样在200℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃等温度下进行回火处理。

2.4.2 力学性能测试

（1）拉伸性能测试

将正火+回火热处理后的拉伸试棒在CMT5105A 型微机控制电子万能试验机上进行拉伸试验，然后测量其断口直径、拉伸后的长度等参数。

（2）硬度测试

将正火+回火热处理后的冲击试样表面磨光，开V形缺口，在全洛氏硬度机上测量其硬度。每个试样至少打5个点求其平均值，算出每个回火温度下的平均硬度值。

（3）冲击性能测试

对试样打完硬度后进行冲击性能测试，先将试样放置于冲击处，并把冲击试验机的指针归零，然后摁动开关进行冲击，冲击完成之后在表盘上读出冲击吸收功的值，最后计算出各个温度下试样的平均冲击吸收功。

3 试验结果与分析

3.1 不同热处理工艺对材料力学性能的影响

本次试验中对试样进行了拉伸试验、硬度测试及冲击试验，各种力学性能指标。

300℃以下回火，抗拉强度变化不大，300℃回火后抗拉强度值最高，为1450.88MPa，回火温度超过300℃，随着回火温度的提高，贝氏体钢的抗拉强度急剧降低，600℃回火后抗拉强度值最低，为868.80 MPa。

随着回火温度的升高，贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。回火温度低于400℃时，随着回火温度的提高，硬度缓慢降低，当温度升超过400℃后，随着回火温度的提高，硬度快速降低。

在回火温度低于350℃时，冲击韧度下降缓慢；回火温度在350℃-500℃之间时，冲击韧度下降的比较迅速，到500℃时，冲击韧度降至最低，出现回火脆性；回火温度高于500℃时，冲击韧度迅速上升。

综合来看，LV710贝氏体钢920℃正火、200～350℃回火后具有良好的强韧性配合，最佳的回火温度为300℃×2h，获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。

3.3 回火温度对材料力学性能影响的原因分析

材料力学性能随回火工艺不同变化的原因，与贝氏体铁素体碳量变化及残余奥氏体的分解有关，是两因素综合作用的结果。贝氏体铁素体是碳的过饱和固溶体，回火过程伴随着贝氏体铁素体固溶碳量的降低，造成硬度和抗拉强度的降低，因此，抗拉强度和硬度变化的总趋势是随着回火温度的升高而下降。随着回火温度的升高，残余奥氏体的热稳定性（不同回火温度分解的难易程度）因回火温度不同而异。300℃以下回火，贝氏体组织的残余奥氏体稳定性提高，低温回火可以提高钢的韧性；另外，钢在低温回火时，残余应力的消除也有利于提高钢的冲击韧度。当回火温度超过350℃，贝氏体组织中的残余奥氏体逐渐分解，析出脆性渗碳体，导致钢的冲击韧度值降低。回火温度高于500℃后，渗碳体开始聚集和球化，铁素体有回复和再结晶的趋势，钢的韧性开始回升[3，4，6，7]。

由以上组织分析可知，贝氏体钢正火空冷后进行低温回火处理能使该钢获得最佳强韧性组合。

4 结论

（1）不同的回火温度热处理对贝氏体钢力学性能的影响为：对延伸率及断面收缩率的影响趋势基本上是相同的，均呈先升后降、复又升高的变化趋势。对抗拉强度的影响是：300℃以下回火，抗拉强度变化不大，300℃回火后抗拉强度值最高，回火温度超过300℃，随着回火温度的提高，贝氏体钢的抗拉强度急剧降低。对试样硬度的影响是：随着回火温度的升高，贝氏体钢的硬度呈降低的总趋势。对冲击韧度的影响是：在回火温度低于350℃时，冲击韧度下降缓慢；回火温度在350℃-500℃之间时，冲击韧度下降的比较迅速，到500℃时，冲击韧度降至最低；出现回火脆性回火，温度高于500℃时，冲击韧度迅速上升。

（2）LV710贝氏体钢920℃×1h正火+300℃×2h回火，具有良好的强韧性配合，为最佳的回火工艺，获得的力学性能为：抗拉强度1450.9MPa，硬度39.7HRC，冲击韧度49.8J。

参考文献

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[5] 张晓燕，梁益龙,梁宇等.新型空冷贝氏体钢性能及组织的研究[J].现代机械.2004（2）：73-74.

篇(6)

关键词：工程力学；课程改革；思考

根据高职院校的培养目标，教育部对高职高专基础理论课程教学提出了“要以应用为目的，以必需、够用为度，以掌握概念、强化应用为教学重点”的原则，和这个原则相对照，目前工程力学课程在教学内容上存在许多不相适应的地方，很难适应现阶段高职教育的需要。

一、工程力学课程教学内容存在的主要问题

1.教学内容不能满足高职教育的需要

高职院校所用的工程力学教材基本上是对本科工程力学的内容作些削减或章节的调整，强调理论逻辑的推理，并作为教学重点，而忽视了教学内容与工程实际的联系，不能很好地培养学生将工程力学的知识应用于实践中的能力，学生学得很多，但解决实际问题的能力却没有培养起来。

2.存在教学内容多而教学学时少的矛盾

工程力学的教学内容包括静力学、材料力学、运动学三个部分，内容多而庞杂。而教育部提出了高等职业教育实践教学与理论教学比例不低于4∶6的要求，这就使工程力学等基础课程的学时大为减少。教学内容多与较少的教学学时形成矛盾，在较少的课时里不可能进行很系统、很全面的学习，怎样遴选出必需的、重要的内容，在较少的学时里让学生学到对专业学习真正有用的知识，培养学生解决工程实际力学问题的能力，成为教师的当务之急。

3.重视课程体系的系统性、完整性而忽视与相关课程的联系

我国的工程力学教育过于强调课程本身的系统性和完整性，而忽视了与相关课程的联系与配合较差，没有很好地发挥基础课程应有的作用。教学中往往花大力气去提高学生的解题技巧而不注重工程力学与后续课程的联系及在实际中的应用。讲的很多，但后续课程却不一定都能用上，学生负担重，却又不能很好地用所学知识解决实际问题。

综上所述，高职教育的工程力学教学内容很难适应现阶段高职教育的需要，为了使工程力学这一工程领域里重要的传统课程在当前高职教育中发挥作用，必须对目前工程力学课程教学内容进行改革。

二、工程力学课程教学内容的改革

根据教育部对高职基础理论教学提出的“必需、够用”原则，笔者认为在工程力学课程教学内容改革中需遵循如下指导思想：

（1）在教学内容上，改变过去讲得过多、过全的做法，以必须够用为度，多讲工程实际要应用到的基础知识；

（2）不强调课程理论的纵向完善，而应注重和其他课程的横向联系；

（3）应强调如何应用有关的理论与结论，淡化、简化理论推导；

（4）力求结合专业，多举与专业有关的例子，多安排与专业结合的习题，培养学生解决工程实际问题的能力。

本着这些指导思想，笔者对工程力学三个组成部分的主要教学内容的改革进行了深入的思考研究，现陈述如下：

1.静力学部分

静力学部分主要是受力分析、力的合成与分解、静力学的平衡、摩擦等内容的讲解。其中静力学的平衡问题，一般教材均把它作为重点，用了大量的篇幅，有大量的例题及习题，难度大，占用的教学时间比例也大。而工程实际及后续课程中，求解静力学的平衡问题遇到的并不多，因此在高职教学中，求解静力学的平衡问题不应是重点，不需花大量的时间，把平衡的理论讲清楚，知识够用即可，例题、习题力求简单，并且尽可能和一些实际问题相结合。而如何对物体进行受力分析、画受力图、进行力的合成与分解，无论在工程实际中还是在后续课程中都是经常用到的，是应掌握的知识点，因此在静力学这一部分，应该把受力分析及力的合成、分解作为重点来学习。

静力学的摩擦部分，有些教材的编者认为摩擦不重要，干脆不编写，而有些教材把考虑摩擦的平衡问题作为重点，花大量的篇幅讲述，例题、习题多而难。其实这两种做法都是误区。在机械领域里，摩擦是一种常见现象，机械设施的设计、使用，甚至选材都要考虑它，因此在工程力学课程里关于摩擦的知识是不可忽略的，在摩擦部分主要有这几个内容：滑动摩擦、摩擦角、自锁、考虑摩擦的平衡问题等，其中滑动摩擦、摩擦角、自锁的知识在后续的课程中应用较多，因此应作为重点，并和后续课程的应用结合起来，如机械设计中超越离合器就是应用了摩擦的知识，因此在讲摩擦时可以把它作为例子。考虑摩擦的平衡问题在后续的课程中应用很少，实践中应用也不多，因此作为一般了解性的知识了解一下即可。

2.材料力学部分

材料力学部分主要包括：轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲、交变应力与疲劳破坏、强度理论与组合变形、压杆稳定等，根据这些内容与后续课程的联系和在生产实践中的应用情况分析，轴向拉伸与压缩、剪切、扭转、弯曲、交变应力与疲劳破坏几个内容应作为重点，而强度理论与组合变形、压杆稳定仅作简单介绍即可。作为重点的内容也不是面面俱到，每个部分都讲，应有选择性地讲解，遵循“以必需、够用为度”的原则。

在材料力学部分，有关的理论及公式推导占了较大篇幅，如扭转中的切应力、弯曲中弯曲正应力、弯曲变形中的挠曲线方程和转角方程等，这些公式的推导难度大，不易理解与掌握，占用不少教学时间。实际上这些内容的学习重点应该是用公式求解强度、刚度问题，解决工程实际，因此对一些理论及公式推导的讲解应简化，而把教学重点放在应用材料力学知识解决工程实际问题上，提高学生解决工程实际问题的能力。

材料力学部分的知识在后续的课程如机械设计、工程材料中应用较多，而相当多的工程力学的教材与这些课程的联系不够，因此在教学中应加强与这些课程之间横向的联系。可以把机械设计、工程材料中的内容作为例子应用到材料力学部分的讲解中，如工程力学的应力集中问题，在机械设计课程中轴的结构设计主要考虑的因素就是应力集中，因此在讲应力集中时，可以把轴的结构设计作为例子来讲。又如，机械设计中齿轮轮齿的疲劳折断和弯曲正应力、疲劳破坏等有关，因此在讲弯曲、疲劳破坏时可以将齿轮轮齿的折断作为例子。在工程力学课程中，利用力学知识把后续课程的知识点讲明，有利于后续课程的学习，从而真正发挥基础课程的作用。

3.动力学部分

一般的教材动力学部分主要包括点的运动、点的合成运动、质点运动微分方程、刚体的基本运动、刚体的平面运动、动力学普遍定理等，内容较多，但后续课程能用到的及实践中用到的并没有这么多。

本着“必需、够用”的原则，这部分内容应该有选择性地讲解。后续课程机械设计中机构的运动与刚体运动有较多的联系，理解机构的运动原理必须以刚体的基本运动、刚体的平面运动作为基础知识，因此刚体的基本运动、平面运动应该是教学重点。而理解刚体的基本运动、平面运动，必须掌握有关点的运动的基本知识，如点的运动方程、点的速度计算等，因此这些内容也应该是教学重点。至于点的合成运动和质点运动微分方程两部分，内容多，理论性强，占用的课时数较多，但在后续的课程中应用却很少，故这部分内容可以省略或有选择地讲解。动力学普遍定理中，仅其中的转动惯量的知识在后续课程和实践中均作为一个基本知识在应用，故转动惯量是教学重点。

高职高专的教育特点和培养目标，使得工程力学这一传统的基础课程面临着必须进行教学改革的局面，对工程力学教学内容做出合理、正确的改革，是一个循序渐进的过程，不可能一蹴而就，需要不断地探索，吸取经验教训，努力去接近一个理想状态，满足高职高专教育的要求。

篇(7)

一、主体性参与教学模式在土木工程专业实施的必要性

大学生处于心智发展的黄金期，创新意识强。主体性参与的教学模式正是将“要我学”变成“我要学”，激励学生完成知识的自我构建。传统的“填鸭式”教学束缚了大学生的创造力，使学生成了实现教学目的的奴隶，学生失去了个性，成为一个模子出来的“好学生”。而主体性参与的教学模式，可以充分挖掘学生的潜力，使我们的学生“青出于蓝而胜于蓝”。此外，传统的灌输式教学无法满足大学专业课的课容量要求。大学教学具有深、专、广、难的特征，而传统的灌输式讲授，授课内容十分有限。

现代建筑施工企业对土木工程专业大学生的要求是不但要有扎实的土木工程专业理论知识、一定的施工经验，还要有自主创新能力、快速有效的学习新知识的能力以及一定的英语听说能力、计算机应用能力等。这些都要求我们在教学中应该做到：概念、理论与实践并重、转换教师与学生在课堂中的传统角色，实施主体性参与的教学模式改革，只有这样才能培养出企业真正需要的大学生。

随着我国城市化建设和房地产的迅速发展，建筑业的人才需求呈现出综合性和实践性的特点。《材料力学》是土木工程专业一门基础性力学学科，它涉及力学、几何学、高等数学、物理学、试验等方面的知识，综合性很强。针对理论性强、涵盖面广的学科特点，需要有效的教学手段才能收到良好的教学效果。研究表明，采用不同的教学手段，学生的理解识记率差别很大。传统的灌输式教学法，学生的平均理解、记忆保留率只有5％，而主体性参与式教学模式，学生的平均理解、记忆保留率可达到75％以上。可见，主体性参与教学模式是提高教学效果的有效途径。

二、主体性参与教学模式在《材料力学》教学中的实施方法

主体性参与教学模式相比传统教学模式有三方面的优点：(1)全面性 主体性参与教学模式并不偏重于学生某一方面的发展，而是使学生在智力、心理、合作精神、专业素质等多方面取得整体提高，促成学生创造力和内在智慧的不断发展；(2)平等性 主体性参与教学模式通过建立心理相容、平等博爱的师生关系，淡化了知识的权威性，树立了没有绝对真理的学风，改变了教师唱“独角戏”的局面；(3)主体性 主体性参与教学模式注重教学中主体性的回归，把教学观从教师的“教”转化为学生的“学”，把“培养学生自主能力”的教学理念贯彻到了实处。具体的说主体性参与教学模式是通过让学生课前、课中、课后参与来提高教学效果的。

1．课前参与

(1)引导学生参与教学内容的取舍。针对土木工程专业学生选择有针对性的授课内容极为重要。教师可在绪论课中将自己选定的教学内容公布，让学生结合土木工程专业特点和兴趣提出修改意见，然后教师在不偏离教学大纲，注重知识系统性的基础上，充分尊重学生选择，合理确定教学内容。(2)建立网络课堂，信息实时传递。教师可以充分利用网络信息存储量大和方便快捷的特点，建立网页，开辟网络课堂和师生论坛。在网络课堂里，学生可以不受时空的限制，随时阅读相关课外学习资料以及浏览土木工程论坛、钢结构论坛等，同时在不懂的地方还可以随时向老师以及同仁咨询。

2．课中参与

(1)课堂讨论参与式。在一堂课开始时，教师不要急于授课，可以先抛出问题引发思考。例如，在讲“压杆稳定”时，先启发学生，压杆的稳定性取决于哪些因素·目前工程中采用什么方法来增加压杆的稳定性·理论讲授完毕后，再对所提问题分组讨论。一组以4—6人为宜，过多则人浮于事，互相推诿；过少则气氛难以调动，思路单一。讨论时间以10一15分钟为宜，过长则导致学生倦怠，课堂气氛混乱；过短则讨论内容无法深入展开，讨论流于形式。讨论结束后，每个小组派代表做总结发言，意见不同的小组甚至可以辩论。“学而不思则罔，思而不学则殆”，通过课堂讨论，可以使学生在轻松愉快中提高对知识的理解程度和运用能力。

(2)案例分析参与式。案例教学法通过对真实工程事故的分析，可以把抽象的概念形象化，深奥的理论通俗化，复杂的问题简明化。例如讲压杆稳定时，可举案例：2009年5月17日湖南省株洲市红旗路高架桥在拆除过程中垮塌，据媒体方面报道，直接原因是17日下午有建筑工人在一桥墩上打眼，桥梁受到震动，导致桥体重心发生变化，一个桥墩轰然倒塌，重达上千吨的桥面倒下，压在相邻的桥墩上，导致相邻桥墩也发生倒塌。然后引导学生运用压杆失稳的理论分析分析桥梁垮塌的机理，使学生深入理解压杆稳定的概念。案例教学法重在研讨，妙在“引发思索，集思广益”。在具体操作时，须注意选取的案例要既典型又直观，既具综合性又有时效性，从而保证案例教学法的实施成效。

(3)开放式教学参与式开放式教学方法是指在课堂教学中创设一定的问题情景，通过学生的主动探索、思考研究，并在教师的帮助下而获取知识或科学结论的一种方法。其目标是培养学生通过自己的自学和思维来主动获取知识的能力。在这一过程中，学生不再是被动接受知识，而是主动参与知识的形成过程。在这一过程中，学生的学习兴趣被极大的激发，思维的独立性、学习的参与意识、创新精神得到更好的培养。比如，在材料力学课程的学习过程中涉及到各种强度理论的应用，例如最大拉应力理论、最大伸长线应变理论、最大切应力理论、形状改变能密度理论和莫尔强度理论等。这些理论各有何特点，适用于哪些材料的破坏分析，可以让学生查阅资料撰写小论文《各种强度理论在土木工程材料中的应用优劣之比较》。这样既培养了学生收集、分析、利用信息的能力，变固定课堂为流动课堂，又增强了学生学习的自主性，调动了学生学习的兴趣。

3．课后参与

(1)学生互出试卷进行单元测验。章节完结时，教师可让学生一人出一份章节测试题，要求题型标准、选题合理、题量适当并附标准答案。然后教师对试卷把关修改，抽取优秀考题随机组合，进行测验。要出一份质量好的试卷，学生必须把所学知识认真复结，融会贯通，把握重点，兼顾难点，其效果远远好于教师自己被动地出一份考题。

(2)布置没有标准答案的思考题。知识应由个人自主建构而不是由他人传递。教师设置发散型的思考题，让学生去求疑解惑。譬如：如何预防目前频发的桥梁坍塌问题，如何设计既节约材料又安全可靠的桥梁等。然后引导学生到图书馆或Intemet上查询资料，对搜集的资料分类整理，并制作成PPt向全班同学展示。

三、提高主体性参与教学模式实施成效的关键问题

1.全面提高教师自身综合素质和业务水平

主体性参与教学模式表面上看教师讲课的任务少了，实际上却对教师提出了更高的要求。教师不再是传统意义上的信息提供者、标准答案的者，而成为“随机通达”的引路者、概念框架的“搭建”者、问题情境的“抛锚”者、协作学习的“组织者”和信息资源的“管理者”。教师的任务是如何导演一场精彩的课堂演出，这对教师来说是一个巨大挑战。

2．注重面向全体学生，进行差异化引导

主体性参与式教学对学生能力既是培养，也是考验。我们按学生的参与程度不同，可将学生归为三类：主动参与型、被动参与型、不参与型。针对不同的学生群体，教师要实施差异化引导对策。实施中，可能会出现这样的现象：能力强的学生因踊跃参与而能力更强；反之，能力弱的学生羞于表达，较少参与机会，导致能力更弱。因此，对于陈述中遇到困难的学生，教师要用提示性、启发性语言帮助学生澄清观点，用信任、期望的眼光激发学生思考的热情，用肯定、赞扬性语言评价学生的成果，用谅解、引导性的语言促使其改进不足，鼓励人人参与，共同进步。

3.正确处理知识与能力的关系，注重能力培养

土木工程专业课教学不仅要传授知识，而且要培养能力。有效地培养学生的学科能力，是一个值得深入研究的重要课题。学生主体性参与的教学模式就是要通过学生参与备课、参与授课、实践运用等形式有意识地培养学生的理解能力、应用能力、创新能力，从而促进学生的全面发展。

四、结束语

教学改革是一件非常严肃和慎重的事情，不可能一蹴而就。我们对土木工程专业的材料力学课程进行了上述教学改革，经过几年的教学实践，学生对该课程的教学质量评价稳步提升。材料力学课程教学改革的目的就在于把传统的教学观念转变为以学生为中心的现代化教学观念，在传授知识和技能的同时注重学生的能力培养。同时，我们会在教学过程中及时发现问题、解决问题，不断完善课程内容的设置。只有这样，才能提高教学效果，提高学生的专业素质和综合素质，培养出具备创新能力的实用型技术人才。

参考文献：

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基金项目：

湖北文理学院校级教研项目