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。

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。

不同玉米品种对Pb、Cd积累与转运差异研究

滇东是云南的玉米主产区,同时也是受重金属污染耕地集中分布区。为了筛选出适合在云南滇东地区重金属污染耕地种植的Pb、Cd低积累玉米品种,选取当地农业生产主栽的18种玉米品种开展玉米田间试验,在相同重金属污染土壤背景下探究不同玉米品种间的性状差异,再根据籽粒Pb、Cd含量结合聚类分析,探讨不同玉米品种对Pb、Cd积累与转运系数的差异。结果表明,供试的18种玉米品种根部生物量、产量、株高以及Pb、Cd含量均存在显著差异;除胜玉607籽粒Cd含量超标外,其余17种品种籽粒Pb、Cd含量均符合国家食品安全标准;根据玉米籽粒中Pb、Cd含量,将供试玉米品种分为高、中、低积累品种,宣宏18和胜玉16为Pb、Cd低积累玉米品种;各供试玉米品种籽粒Pb、Cd富集系数和转运系数均小于1。除胜玉607外,其他供试玉米品种均可在云南滇东地区Pb、Cd污染耕地实现安全利用,其中,地沃7号、云良1号和地沃2号为适合在该区域种植的具备高产特性的Pb、Cd低积累玉米品种。

典型有色金属冶炼区重金属污染特征及生态风险评价

为分析我国典型有色金属冶炼区重金属污染特征,全面了解其潜在生态风险和重金属污染来源,以云南省会泽县者海镇典型有色金属冶炼区为例,通过野外实地采样和室内重金属含量检测分析,运用单因子污染指数法、内梅罗综合污染指数法、潜在生态风险指数法、水质指数评价法、相关性和主成分分析法,对土壤、河道底泥和河道水质中Cd、Hg、As、Pb、Cr、Cu、Ni和Zn 8种重金属元素进行污染特征和潜在生态风险评价,并解析其来源。结果表明:研究区土壤和底泥的内梅罗综合污染指数(PN)平均值分别为84.1和215.5,均处于重度污染水平,重金属综合潜在生态危害风险指数(RI)平均值分别为3562.3和8907.0,均处于极高风险水平。研究区土壤和底泥中所有重金属元素含量均存在超过云南省土壤背景值的情况,并显著高于国家农用地土壤污染风险筛选值。其中,Cd是污染最严重的元素,土壤和底泥中Cd含量分别是国家农用地土壤污染风险管制值的8.2倍和15.8倍,其对土壤和底泥的RI贡献率分别达到94.34%和96.78%,应重点关注。研究区河道水质等级处于良好至很差水平,分别有56.25%和6.25%的采样点水体中Ni和Zn超过Ⅲ类水限值,其他重金属元素均未超标。研究区土壤以及底泥中Cd、Hg、As、Pb、Cu和Zn主要来源于当地矿业污染,Cr和Ni主要来源于燃料燃烧。总体来看,研究区Cd污染严重,存在极高的潜在风险,应采取安全利用和修复等措施降低其风险水平。

云南元谋冬早蔬菜主产地土壤肥力的空间变异特征与评价

【目的】明确云南元谋露天冬早蔬菜主产地的土壤肥力空间变异特征,为该区域的土壤培肥管理提供科学依据。【方法】在元谋县蔬菜主产区的露天菜地区域选择28个样点,采集土壤样品,测定其pH、电导率、含水率、容重以及有机质、全盐、有效磷、速效钾、硝态氮、交换态钙和交换态镁的含量共11项土壤肥力指标,并采用ArcGIS分析其空间变异特征。选择隶属度函数曲线并确定隶属度函数,根据各项土壤肥力指标的权重值和隶属度值计算土壤肥力指标的综合得分;再采用主成分分析和聚类分析分别对菜地土壤肥力进行综合评价。【结果】元谋县典型露天菜地土壤的平均pH值为7.54,属于弱碱性土壤,有机质和速效钾含量较高,有效磷含量处于中等偏上水平。土壤有机质与交换态镁含量的空间分布特征非常相似,土壤电导率、全盐量和有效磷含量的空间分布较为一致。土壤肥力单项指标分析显示:元谋老城乡和黄瓜园镇的隶属度值雷达图面积较大,4个乡镇的pH值、速效钾、电导率、全盐量等指标变异较小,而有机质、交换态镁、有效磷等指标变异较大。主成分分析显示:前3个主成分贡献了原始数据信息总量的70.670%,其中有机质的权重系数最大(0.1128),其次为交换态镁(0.1125)和有效磷(0.1123)。元谋菜地土壤肥力的综合得分为0.247~0.903,其中60.7%的样点低于平均值,主要集中在物茂乡和元马镇。聚类分析显示:全县菜地样点可划分为肥力良好型(39.29%)和肥力中等型(60.71%)。【结论】元谋县大部分区域的露天菜地土壤肥力水平良好,其中,有机质、交换态镁和有效磷对土壤肥力的贡献率较大,在该县菜地土壤肥力中起重要作用,但局部区域的土壤肥力亟待改良。

不同钝化材料对玉米Cd、Pb积累与转运的影响

为探究不同钝化材料组合及用量对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果,实现重金属污染耕地的安全利用,以“华兴单88”为供试玉米,采用田间试验方法,研究喷施叶面阻控剂(JGL)、不同用量有机肥(YJF1和YJF2)、腐植酸(FZS)和土壤重金属钝化剂(DHJ)以及YJF、FZS和DHJ与JGL的组合(YJF1^(+)/YJF2^(+)、FZS^(+)和DHJ^(+))对玉米生物性状和各部位Cd、Pb含量以及富集系数(BCF)、转运系数(TF)的影响,并根据玉米籽粒Cd、Pb的BCF推算土壤Cd、Pb风险阈值(T)作为阻控效果的评价指标。结果表明,9种阻控措施处理玉米产量较CK提高14.4%~32.3%,增产能力表现为JGLDHJ>YJF1>DHJ^(+)>YJF1^(+)>YJF2>FZS>YJF2^(+)>FZS^(+);供试玉米各部位Cd、Pb含量及富集能力均表现为根部最强,籽粒最弱,Cd、Pb转运能力均表现为茎部-叶部最强,根部-茎部最弱。通过田间试验证明,10种处理供试玉米产量和Cd、Pb阻控效果均表现为FZS+>YJF2^(+)>FZS>YJF2>YJF1^(+)>DHJ^(+)>YJF1>DHJ>JGL>CK;9种阻控措施处理供试玉米土壤TCd和TPb分别介于11.0~23.1 mg·kg^(-1)和109.9~218.0 mg·kg^(-1)之间。在该试验条件下,FZS作为增产以及Cd、Pb阻控效果最好的钝化材料,建议在Cd轻中度污染土壤的玉米产区推广使用,FZS^(+)作为增产以及Cd、Pb阻控效果最好的组合措施建议在Cd重度污染土壤的玉米产区推广使用。

生石灰—丛枝菌根真菌对酸性锡尾矿化学性质及6种草本植物生长的影响

【目的】研究生石灰—丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)—草本植物协同作用对酸性锡尾矿的改良效应,筛选酸性锡尾矿适生优势植物。【方法】采用盆栽试验研究生石灰与AMF混合菌剂对锡尾矿上黄茅[Heteropogon contortus(L.)Beauv.]、香根草[Chrysopogon zizanioides(L.)Roberty]、狗牙根[Cynodon dactylon(L.)Pers.]、苜蓿(Medicago sativa L.)、狗尾草[Setaria viridis(L.)Beauv.]和黑麦草(Lolium perenne L.)生长、重金属累积和根际主要理化性状的影响。【结果】与对照处理相比,添加生石灰—AMF可提高尾矿pH值、有机质和速效养分含量,且显著增加6种草本植物生物量,尤以黑麦草增加最多。所有复合处理中,生石灰处理下黄茅根际尾矿pH值最高,较改良前提高了0.92;生石灰—AMF处理下,香根草根际尾矿有机质含量较高,较改良前提高了7.6倍;苜蓿和黑麦草根际尾矿碱解氮和速效磷含量相对较高,分别较改良前提高约14倍和21倍。生石灰—AMF—草本植物组合可有效降低根际尾矿有效态Cu、Pb含量,分别降低了15.66~17.07和1.43~1.48 mg/kg,而仅有生石灰—AMF—狗尾草或黑麦草组合可有效降低有效态Cd含量,降低了0.58~0.59 mg/kg。【结论】生石灰—AMF—草本植物协同有助于锡尾矿的改良。在生石灰—AMF组合改良下,建议推荐黑麦草、黄茅、香根草和苜蓿为酸性锡尾矿植被恢复的先锋植物。

云南葡萄产地土壤酸度分布特征及关键影响因素研究

为了解云南省葡萄产地的土壤pH值状况,研究葡萄产地不同区域土壤pH值的空间分布特征及关键影响因素,基于调查采样结合ArcGIS空间分析方法绘制云南省采样点和不同产地区域土壤pH值空间分布图,并分析了云南省主要葡萄产地区域(建水县、元谋县、宾川县、弥勒市)、不同种植模式(设施栽培、露地栽培)、不同种植年限(0~5、5~10、10~20、20年及以上)土壤pH值的分布特征。结果表明:(1)云南葡萄土壤pH值变化于4.29~8.30之间,强酸性土壤基本分布于弥勒市和元谋县2个地区,微碱性土壤区域主要分布在宾川县,而建水县的葡萄土壤主要呈现在微酸性和中性之间,4个主产区变异系数为元谋县>宾川县>弥勒市>建水县。(2)不同种植模式能明显影响葡萄产地土壤的pH值,如设施葡萄种植(包括大棚种植和半棚种植)土壤pH值较露地葡萄种植明显偏低。(3)土壤pH值随设施葡萄种植年限的增加呈下降的趋势。其中弥勒市葡萄产区土壤酸化情况比较严重,其地理气候条件(气候湿润多雨、土壤类型为红壤、黄壤及成土母质为砂页岩、花岗岩)、设施栽培时间较长以及长期大量施用酸性或生理酸性肥料等可能是导致土壤酸化的主要原因。总之,调查研究结果可为云南葡萄主产区酸化土壤的科学管理及分区改良提供理论基础。

农田土壤铅有效态分析法(AB-DTPA)的优化与验证

中国土壤类型丰富多样,不同区域土壤重金属赋存形态各异,难以实现对不同区域不同类型土壤重金属有效性的比较与评价。为筛选建立适宜区域农田土壤重金属的有效性评价的方法,该研究选择滇东地区5种性质差异较大的典型农地土壤(黄棕壤、黄壤、红壤、石灰土和紫色土)运用正交试验法将AB-DTPA法的提取条件(固液比、提取剂pH值和振荡时间)进行正交组合,建立土壤-作物Pb迁移模型与总量法、CaCl_(2)-DTPA法和AB-DTPA法进行拟合优度对比,并以白菜和菠菜为指示作物开展盆栽试验,探讨不同分析方法与作物Pb累积能力的相关性,进而综合评价不同方法的适宜性。结果表明,1)固液比(g/mL)1:3、提取剂pH值7.6以及振荡时间120 min对Pb有效态的提取量有较大的影响;2)与其他方法相比,优化AB-DTPA法(固液比1:3、pH值7.6和振荡时间120 min)能更好地预测作物对Pb的吸收能力;3)盆栽试验表明,优化AB-DTPA法提取的土壤Pb有效态含量与白菜和菠菜吸收Pb含量具有更好的相关性(R^(2)=0.898, R^(2)=0.752),Pb的加标回收率范围为99.5%~113.0%,准确度高。4)将土壤pH值加入预测模型表明,土壤pH值对土壤Pb与在作物可食部分中相关性影响很小,表明优化AB-DTPA法很稳定。因此,优化AB-DTPA法适用于滇东地区农田土壤Pb有效态的提取,该法具有可行性、广普性和准确性。研究结果为区域农田土壤修复技术效果及污染风险评价提供基础依据。

不同叶面阻控剂对玉米Cd、Pb积累与转运差异研究

为探究不同类型叶面阻控剂对玉米吸收Cd、Pb的阻控效果,实现重金属污染耕地农作物的安全生产,以“华兴单88”为供试玉米,采用田间试验方法,设置8个处理:对照(CK)、YZ-1、YZ-2、YZ-3、YZ-4、降镉灵(JGL)、喷喷富(PPF)和万物生(WWS),研究不同处理玉米生物性状和各部位Cd、Pb富集及转运系数的差异性。结果表明:7种叶面阻控剂处理下,产量相较CK提高了4.8%~30.4%,增产能力表现为WWSWWS>PPF>YZ-4>YZ-3>JGL>YZ-2>YZ-1;供试玉米各部位Cd、Pb转运系数均表现为根部-茎部<茎部-棒芯<棒芯-籽粒<茎部-叶部。通过田间试验证明,供试的7种叶面阻控剂对玉米籽粒的Cd、Pb阻控效果表现为YZ-1>YZ-2>JGL>YZ-3>YZ-4>PPF>WWS。本试验条件下,YZ-3作为增产效果最好的叶面阻控剂,建议在Cd轻中度污染的玉米产区推广使用;YZ-1作为Cd、Pb阻控效果最好且成本最低的叶面阻控剂,建议在Cd重度污染的玉米主产区推广使用。

玉米秸秆生物炭对滇池流域大棚土壤磷素利用和小白菜生长的影响

滇池是中国水体富营养化最严重的湖泊之一,滇池流域大棚种植中大部分磷素最终汇入滇池,是滇池富营养化的重要原因。生物炭作为一种土壤改良剂,可以改良土壤的理化及生物性状,吸附土壤中的磷肥,减少磷素迁移流失。通过室内模拟结合实际农业生产的方法,研究了生物炭对滇池流域大棚土壤中磷素利用和小白菜生长及产量的影响。结果表明:施用生物炭能提高大棚土壤中小白菜磷肥利用率,当生物炭添加量为8%(质量百分比)且减半施肥(33 kg hm^(-2),P_2O_5)时,小白菜磷肥利用率由14.77%提高至31.21%,提高了1.11倍,大棚土壤的磷流失量降低43.83%。生物炭可促进大棚小白菜的生长,小白菜出苗率提高7%~9%,子叶展平率提高10%~12%。株高提高69.51%,株重提高71.75%,产量提高31.87%。总之,施用比例8%的玉米秸秆生物炭可提高大棚土壤有效磷含量,减少磷素流失,改善小白菜生长状况,可作为大棚土壤的优良改良剂。

滇池东大河流域土壤磷素累积规律及空间分布特征研究

滇池是中国水体富营养化最严重的湖泊之一,磷是造成滇池有害藻类"水华"的限制因子。本文以滇池南岸主要入滇河流——东大河为研究对象,探讨了流域内磷素的累积规律及空间分布特征,结果表明:①流域下游有显著的磷素累积。②土地利用类型对流域土壤磷素累积有显著影响,设施农业是土壤磷素累积的最主要土地利用类型。③流域东北部靠近滇池的区域是磷素累积最严重的区域。

宁蒗县土壤主要肥力指标的分析与评价

为了指导云南省宁蒗县的农业生产实践,通过对云南省宁蒗县的201个土壤样品进行含量测定和统计分析,分析与评价宁蒗县土壤的酸碱度状况和主要肥力指标。结果表明:宁蒗县土壤pH平均值为6.77,土壤有机质、土壤全氮、碱解氮、速效磷、速效钾和缓效钾的平均含量分别为12.51g/kg,0.93g/kg,93.83mg/kg,25.19mg/kg,43.86mg/kg,157.28mg/kg。大部分土壤pH近中性偏酸,速效磷总体含量处于较高水平,全氮和碱解氮含量总体处于中等水平,而有机质、速效钾和缓效钾含量水平偏低。各种营养元素的变异程度由小到大依次为土壤速效钾、缓效钾、有机质、碱解氮、全氮、速效磷。为此初步提出了调控土壤酸碱性,稳定土壤氮磷、适当增施有机肥、钾肥的施肥建议。

改性沸石对不同类型土壤磷素活化效果研究

通过沸石、高温改性铵饱和沸石、铵饱和沸石和高温改性沸石活化3种类型土壤磷素的模拟实验,测定0-10、10-20、20-30、30-40 d土壤有效磷的增加量,研究不同的解磷方式活化土壤固定态磷的能力。结果表明,沸石与饱和的NH＋4相结合可以增大沸石阳离子交换量,显著提高沸石的解磷量;通过高温改性的方式可以去除吸附在沸石空隙中的有机质,从而增大沸石的吸附能力和吸附容量,提高沸石的解磷量。未经处理的沸石解磷效果不明显。不同类型土壤,4个时间段内,高温改性铵饱和沸石与铵饱和沸石在0-10 d解磷量最大;高温改性沸石和沸石在0-10 d解磷量是最小的;四种沸石的解磷效率为：高温改性铵饱和沸石〉铵饱和沸石〉高温改性沸石〉沸石。磷素水平相当的不同类型土壤,磷素活化率存在较大差异,主要与土壤中全磷含量及速效磷含量有关,全磷含量越低,磷素活化率越高,速效磷含量越低,磷素活化率越低。

AZ31镁合金带材热辊轧制温度及变形均匀性

利用热-力耦合有限元法分析不同工艺参数对热辊轧制AZ31镁合金常温带材过程温度及变形规律,并开展免道次间退火的多道次热辊轧制带材实验和组织性能测试。结果表明:热辊轧制能够实现轧件温升与轧制变形同步进行。在接触换热和热传导作用下,带材表面与心部温差先增加后减小。入口厚度、辊面温度及压下率增加和轧制速度降低使得带材温升更为显著。带材表面和心部的应变速率差呈周期性上下波动,减小入口厚度和轧制速度有利于变形均匀性调控,辊面温度为300~400℃、轧制速度0.01~0.1 m/s、单道次压下率20%~30%的条件有助于改善温度和变形均匀性。多道次热辊轧后,带材组织内存在小于1μm的超细晶晶粒,平均晶粒尺寸约为2~3μm;带材最大伸长率约为30.7%,抗拉强度达到372 MPa,力学性能较优。

上颌磨牙缺失患者上颌窦的CBCT影像学特点

目的 :观察上颌磨牙缺失患者上颌窦生理及病理CBCT影像学表现,并分析各类异常的发生率,为种植术前评估提供参考。方法:选择复旦大学附属中山医院口腔科及静安区牙病防治所,2014-01-01—2015-05-01期间,收治的上颌磨牙缺失患者CBCT影像学资料202例,共404侧上颌窦。由2名研究人员对资料进行研究分析,观察项目分为3类:正常上颌窦、上颌窦炎、上颌窦囊肿。测量3种类型病例缺牙区窦嵴距、上颌窦的宽度、外侧骨壁厚度、外侧骨壁血管位置与直径,采用SPSS17.0软件进行统计分析。结果:404侧上颌窦中,正常上颌窦185侧(45.80%);上颌窦炎118侧(29.20%);上颌窦囊肿101侧(25.00%)。结论:上颌窦异常影像诊断发生率最高者为上颌窦炎,其次为上颌窦囊肿;不同上颌窦影像诊断类型间窦嵴距、上颌窦的宽度、外侧骨壁厚度、外侧骨壁血管位置与直径差异均无统计学意义(P>0.05)。

伴上颌窦囊肿的上颌窦底提升牙种植临床分析

目的：探讨囊液抽取法在伴有上颌窦囊肿的上颌后牙区,同期行上颌窦底提升与即刻种植的临床效果。方法 ：收集伴有上颌窦囊肿且需行上颌后牙区种植术患者12例,术区剩余骨高度不足4 mm,共植入25枚种植体,术后3、6、12个月通过CBCT及临床检查,评价种植体骨结合情况。结果 ：12例患者术后6~9个月行二期修复,其中9例囊肿完全消失,3例囊肿大小较术前明显减小,术后1年25枚种植体均正常行使咀嚼功能,且未发现异常松动,种植体骨结合良好。结论：在上颌后牙区行上颌窦底提升术,对于伴上颌窦囊肿的种植修复患者,在无副鼻窦炎症状的前提下,可仅对囊液进行抽吸,同期行上颌窦提升与种植一期手术,能获得良好的骨整合效果。

基于SI4432的可燃气体报警仪设计

基于射频芯片SI4432设计的可燃气体无线报警仪,具有结构简单、响应快速和扩大报警范围等优点。该报警器采用C8051F020单片机,其集成了12位A/D转换器能够精确的进行数据的采集,通过射频芯片SI4432能够快速准确的发送报警信号。给出了软硬件的设计方法,经实验测试:该系统性能稳定,能够快速准确的发送报警信号,具有很高的实用价值。

基于C8051F120的可燃气体无线报警系统设计

介绍一种基于Silicon Lab公司的C8051F120单片机设计的可燃气体无线报警仪,并阐述了报警平台的软硬件设计。无线报警系统由报警器和报警平台两部分组成,两者通过射频芯片SI4432实现数据的无线传输,并由报警平台上的GR64模块通过GSM网络以SMS方式实现远程报警功能。测试结果表明:该系统性能稳定、抗干扰能力强,具有很高的应用价值。

等通道转角挤压中摩擦影响的数值模拟

采用大型商用有限元软件ANSYS对等通道转角挤压(Equal Channel Angular Pressing, ECAP)过程进行数值模拟,得到了ECAP变形过程中的等效应变和等效应力分布规律,分析了摩擦对ECAP变形的影响.结果表明,当模具转角φ＝90°、ψ＝0°时,与无摩擦情况相比,摩擦的存在使与模具接触的试样底部金属发生较大的变形,使等效应变和等效应力分布不均;最大等效应变主要分布在试样的底部,最大等效应力主要分布在转角处且比无摩擦时的分布区域有所扩张.同时,无摩擦时,试样与模具外转角处产生"间隙";存在摩擦时,随着摩擦的增大这种"间隙"逐渐减小甚至会消失.