材料力学性能课程思政建设与实践

材料力学性能是材料科学与工程学科本科生的主干课和必修课,承担着学生从基础课到专业课顺利过渡的重要任务。该文以材料力学性能课程为例,针对本科专业与理论课程的性质和特点,探讨思政元素的挖掘途径、课程思政建设关键点以及教学体系构建等问题。基于专业教师育人观念转变和课程教学方法创新,通过思政元素的有机融入、教学内容优化、经典案例分析等方式,提高专业课程的生动性和趣味性。增强学生分析问题与解决问题的能力,提升学生的政治素养,坚定学生的政治理念,培养素质全面的复合型人才。

材料力学性能实验课程教学改革探索

实验教学环节是材料类专业课程材料力学性能的重要组成部分。该课程以培养高素质应用型人才为核心,以解决实际问题为出发点,基于材料学基础、理论力学、材料力学等课程理论知识,结合实验检测方法,研究材料力学性能本质问题,针对性提出可行性解决方案。该文主要以金属拉伸实验和冲击实验教学为研究对象,针对理论课程与实验课程性质、特点及培养目标,针对实验教学课程结构、课程思政建设和综合型人才培养等问题进行分析与研究。目的是培养学生的科学探索能力、增强工程实践能力、提升政治素养和专业素养,培养素质全面的新时代人才。

用于压电传感器的层加层结构纳米纤维膜

通过聚丙烯腈(PAN)与改性木质素(CEHL-PTMG)接枝物进行共混,使用多层静电纺丝技术得到PAN|PAN/CEHL-PTMG|PAN层加层结构的纳米纤维膜,并制备一系列的薄膜。对制备的层加层结构纳米纤维膜进行表面形貌、构象、热性能、力学性能以及压电性能测试。实验结果表明:层加层结构使得薄膜的压电性能得到了大幅提高,PAN(11%,1 mL)|PAN/CEHL-PTMG(11%/2%,2 mL)|PAN(11%,1 mL)层加层结构纳米纤维膜的压电性能最为优异,输出电压和电流分别可达2.57 V、1468.0 nA;层加层结构薄膜的拉伸强度提高到了7.16 MPa,相较复合纳米纤维膜拉伸强度提高了7.51%,比纯PAN薄膜拉伸强度提高了52.67%;结构化后的薄膜的稳定性大幅提高,经过上千次的撞击仍能输出较好的电压;同时将其附于手指及手肘上,能更加明确地指示两者的运动,且在数值上出现较大的差距。

我国选煤厂弛张筛应用现状研究

介绍了机械式和振动式两种弛张筛的性能特点及其在选煤厂中的应用现状,分析了两种弛张筛的结构和工作原理,比较了两种筛板的安装方式,并结合两种弛张筛在我国选煤厂中实际应用情况,从地基动负荷及功率效率的角度分析了二者间的性能参数。结果表明:机械式弛张筛设备稳定性高,但是耗能较大,相同筛分面积下,安装高度高;振动式弛张筛单位面积消耗功率低,但面积效率和体积效率却要高于机械式。此外,与其他筛分机械相比,两种弛张筛的振动强度和对基础的动负荷都有明显的优势,为广大用户在弛张筛的选择和使用提供了一定的参考依据。

货油舱用耐蚀钢连续冷却的转变规律

在MMS-300热模拟试验机上测得货油舱用耐蚀钢在不同冷速下的连续冷却膨胀曲线,结合金相-硬度法,研究了该耐蚀钢变形和未变形过冷奥氏体冷却过程中的组织演变,建立了连续冷却转变(CCT)曲线.结果表明,动态CCT曲线较静态CCT曲线明显向左上方移动,提高了奥氏体转变的开始温度;随着冷却速度的增大,显微组织由多边形铁素体、珠光体和少量贝氏体逐渐过渡到针状铁素体、粒状贝氏体,最后为板条贝氏体和马氏体.

多输入多输出离散系统的输出反馈滑模控制

针对一类多输入多输出非匹配不确定离散系统,在状态不完全可测的情况下,设计了输出反馈滑模控制器.首先利用Lyapunov函数方法和线性矩阵不等式技术,给出了滑动模面函数方程,并进行了稳定性证明;其次,为了减弱离散指数趋近律的抖振现象,给出了基于幂次函数趋近律的控制律设计和理论分析过程,最后根据仿真结果验证了该设计方法的可行性和有效性.

多输入多输出系统的滑模控制器设计及其应用

研究了一类多输入多输出系统的滑模控制问题,采用一种改进的指数趋近律,有效降低变结构所产生的抖振,并且给出理论性证明.将提出的设计方法应用于液压活套控制系统设计,将系统中的活套高度和活套张力的耦合关系当作干扰来处理.仿真结果验证了所提方法的有效性,该控制器可使活套控制系统获得较好的控制效果,并使活套系统迅速达到平衡稳定状态.

旋流除砂器流场特性分析

本研究设计了一种旋流式除砂器,此除砂器依靠液流流动进行除砂,不需要其它辅助装置,可以实现强制旋流,从而去除油水混合液中的砂粒,分离出来的砂粒直接沉入油井底部,不发生堵塞现象,此除砂器可以减少砂粒对抽油泵的磨损,延长修井周期,提高采油效率。根据所设计的旋流除砂器实际结构与尺寸,建立旋流除砂器的有限元模型。对旋流除砂器的内部流场进行数值模拟计算,得出旋流除砂器的速度及压力的分布规律及不同时刻沉降情况。对所得到的结果进行处理与分析,可以对旋流除砂器的工作情况进行深入的分析,证明此旋流除砂器结构简单、能耗低、除砂效率高,对油井井底除砂行之有效。

冷却工艺对货油舱用耐蚀钢组织性能的影响

基于货油舱用耐蚀钢的服役环境设计并冶炼了一种新型耐蚀钢,根据试验钢变形奥氏体连续转变曲线,采用控制轧制和控制冷却的技术将锻后110 mm坯料减薄至16 mm。热轧板材的年平均腐蚀速率分布在0.235~0.273 mm/a,小于船级社要求的1 mm/a。利用扫描电镜、透射电镜、拉伸试验机和冲击试验机进行了耐蚀钢的显微结构分析及力学性能研究,探究了控制冷却工艺对耐蚀钢组织性能的影响规律。结果表明:在终冷温度669℃、冷却速度8.9℃/s的条件下,耐蚀钢显微组织主要为铁素体、贝氏体和退化珠光体。降低终冷温度或提高冷却速率有利于抑制珠光体转变,促进针状铁素体和贝氏体相变进程,增加小角度晶界数量,提高耐蚀钢的组织均匀性和力学性能。当终冷温度降低至597℃,冷却速度增大到13.1℃/s,耐蚀钢组织为针状铁素体、粒状贝氏体和板条贝氏体混合结构,不均匀分布且粗大尺寸的板条结构弱化了材料的抗冲击性能。

CASS+MBR工艺处理污水及回用工程设计

以天津港保税区雨污水泵站污水处理厂建立工程为例,在分析工程概况及工艺特点的基础上,采用循环式活性污泥法(CASS)+膜生物反应器(MBR)工艺进行工程设计。设计出水水质达到《城市污水再生利用景观环境用水水质》(GB/T 18921-2002)的标准。该设计对类似污水处理系统的建立有一定参考意义。

基于幅频特性的振动弛张筛工况调试的研究

振动弛张筛工况的合理性与稳定性对其筛分性能和处理能力有很大的影响。本文基于双质体有阻尼线性振动理论建立反映其振动特性的力学模型,通过数学和动力学分析,揭示其主要动态参数:剪切弹簧阻尼比ξ2、偏心质量矩Mr、剪切刚度k2x和质量比μ(浮动筛框与主动筛框的质量比)对工况点幅频特性的影响规律,并通过试验进行分析验证。结果表明:工况频域内可以忽略阻尼比对相对振幅的影响;质量比约为0.3时既不会过多增加参振质体质量,又可以降低物料对振动系统的影响;调整剪切刚度,使其工况位于稳定的频域;增减偏心质量矩,可线性增减其相对振幅。提出了一种合理的调试方法,先调节质量比,再调整剪切刚度,最后增减偏心质量矩,保证工业弛张筛在达到合理相对振幅时工况点位于稳定的频域区间,完善振动弛张筛在工况调试时的理论和技术支持。

亚铜离子在聚丙烯酰胺聚合反应中的作用及分析方法

分析了铜离子特别是亚铜离子对AM(丙烯酰胺 )聚合反应的影响 ,同时给出了各自的测定方法。得到亚铜离子的含量虽然低 ,但确是影响聚合丙烯酰胺的主要因素的结论 ,对其进行精确测量 ,能有效控制AM工艺 。

浅谈高校化学试剂库安全高效的管理方法

高校化学试剂管理成效是关系到科研和教学质量的重要工作。了解化学试剂的性质及分类规律,建立专门的试剂库,应用适当的管理软件,严格执行出入库验收程序,定期检查并且建立相应的库存管理制度,做到试剂"零"库存,真正成为化学类实验室的重要组成部分。根据化学试剂库的实际情况,建立消防管理制度,避免事故发生,保证师生的安全,减小财产损失。

ANSYS在《化工设备机械基础》课程教学中的应用

《化工设备机械基础》是过程装备与控制工程专业一门重要的专业基础课,对学生今后从事过程装备的设计、计算、设备选型和应用工作有重要作用。在课程的化工容器设计教学阶段,结合ANSYS有限元软件进行辅助教学,通过几年来的教学实践表明,采用ANSYS软件进行辅助教学可以激发学生的学习兴趣,开阔学生眼界,加深学生对课程内容的理解,提高学生的设计能力。

基于直接剪切试验的海冰粘接力研究

在渤海海冰动力学本构模型研究中,基于Mohr-Coulomb屈服准则的黏弹塑性本构模型已经得到了广泛的应用。在此本构模型中,表征冰间黏结强度的粘接力是影响本构模型精度的一个重要参数,因次如何确定粘接力是一个重要的问题。本文首先通过理论分析,确定了影响粘接力的两个重要参数:温度和盐度,并建立了粘接力与温度和盐度的理论公式,并在实验室内,通过海冰试件的直接剪切试验,得到了粘接力与海冰温度和盐度的试验数据,通过数据拟合,分别得到了粘接力与温度和盐度的函数关系。由拟合函数可知,海冰的粘接力与海冰温度呈线性关系,粘接力与海冰的盐度呈负幂函数关系。

人体上呼吸道三维有限元重建与流场数值模拟

目的重建人体上呼吸道三维模型,研究人体上呼吸道内的气体流动状况。方法基于志愿者CT医学图像,用表面重建的方法对人体上呼吸道进行三维重建并用有限元方法对整个腔体中的气体流动进行数值模拟及分析。结果建立了人体上呼吸道的三维有限元模型,从数值模拟结果可以得到人体呼吸过程中气体流场在整个腔体中的分布。结论所建模型较真实地反映了实际解剖结构形态,数值模拟结果对临床上呼吸道解剖结构与功能相关疾病的诊断、发病机理的深入探讨具有参考价值。

OSAHS患者与正常人上呼吸道流场特性比较

阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征(OSAHS)是一种发病率高,具有潜在危险的常见病.定量描述呼吸气流流场的分布情况是阻塞平面正确定位的可靠依据.基于OSAHS患者与正常人上呼吸道螺旋CT影像数据及Weibel模型A的气管-支气管模型,建立了精确量化的上呼吸道生物力学模型.将患者与正常人的数值模拟结果进行比较,得出患者上呼吸道气流速度、压力和壁面剪切应力的分布以及数值均明显异于正常人情况.模拟结果的对比研究有助于探讨人体呼吸道解剖结构的异常对气流分布的影响,对临床上正确诊断与有效治疗该病、深入研究该病与各系统并发症之间的关系都具指导意义.

雾沫夹带及沟流对塔板效率的影响

依据液体二维不均匀流动、二维涡流扩散模型,提出一个雾沫夹带及沟流对塔板上液体分布影响的数学模型,得到该条件下的塔板效率计算公式.讨论雾沫夹带及沟流对塔板效率的影响.结果表明雾沫夹带及沟流的存在使塔板效率降低.

超临界逆向蒸发法制备甲硝唑脂质体实验研究

超临界逆向蒸发法是利用超临界流体代替有机溶剂制备脂质体的方法,具有对水溶性药物脂质体制备过程简单、包覆率高等特点。文中利用该方法制备出了甲硝唑脂质体,并详细考察了不同工艺条件对脂质体粒径和包覆率的影响。结果表明:用超临界逆向蒸发法可成功地制备出平均粒径190—350 nm、包覆率最高可达48.2%的甲硝唑脂质体。温度、压力和pH值对粒径和包覆率都有较大影响:温度升高、压力增大及溶液pH值从1上升至11的过程中,粒径增加至最大值然后逐渐减小,而包覆率增加至最大值后呈现显著下降的趋势。实验表明甲硝唑脂质体包覆率更容易受实验参数的影响。

正常人咽腔气体流场数值模拟

为研究人体咽腔内的气体流动状况,基于10名志愿者的螺旋CT医学图像,应用表面重建的方法对人咽腔进行三维重建,并采用有限单元法和有限体积法两种数值方法对志愿者吸气过程中咽腔中的气流场进行了数值模拟及分析.所建模型较真实地反映了咽腔实际解剖结构形态,有限单元法和有限体积法两种数值模拟方法计算结果相近,从数值模拟结果可以得到人体呼吸过程中气体流场在咽腔内压力与速度的分布规律.本研究对吸气时人咽腔中气体流动特性、临床上咽腔解剖结构相关疾病的诊断及发病机理等问题深入探讨具有参考价值.