工程图学课程的数字化转型实践探索

随着信息技术和智能制造技术的飞速发展,工程图学课程正迎来数字化转型的重大机遇。文章聚焦课程内容、教学模式、数据分析与反馈三个维度,探索工程图学课程的数字化转型。具体措施包括:引入前沿数字化技术,整合数字化教学内容;丰富数字化资源,创新数字化教学组织模式;引入数字化评估工具,对学生的学习进行精准干预和全面评价。实践表明,工程图学课程的教学质量和效果得到显著提升,为同类课程深入开展数字化转型实践积累了经验。

辊压连续成型制备聚丙烯超疏水表面

在平板热压印技术的基础上优化了工艺,以不锈钢筛网作为模具,通过控制变量法,采用热辊压压印的方式,以聚丙烯(PP)薄膜为基材,并使用具有疏水性的二氧化硅(SiO_(2))微球进行修饰,最终制备出了具有超疏水表面的薄膜,并对样品的耐久性进行了测试。实验总结出了合适的辊压工艺参数:辊压温度为170℃,辊压压力为10 MPa,辊轮转速为2.0~2.2 r/min。结果表明,该方法可以在PP薄膜表面连续构筑出具有较好疏水效果的二级复合微纳结构,并且,表面镶嵌的SiO_(2)微球使薄膜耐久性显著提高,接触角为154°,滚动角为1°。文章优化了热压工艺,即采用了热辊压印的方式,采用SiO_(2)疏水微球修饰薄膜表面,显著增强了薄膜表面的耐久性和力学稳定性。

螺杆组合对三螺杆挤出机混合性能的影响

使用聚合物流体分析软件Polyflow对倒三角三螺杆挤出机的5种螺杆组合进行了三维等温数值模拟。使用Fieldview软件统计结果。通过构建不同螺杆组合的等温稳态流场,并采用混合指数、回流量和平均停留时间评价分散、分布和轴向混合性能。辅以压力分布,剪切速率和拉伸速率等评价指标,为螺杆组合优化提供依据。最终达到根据物料所需的加工条件选择螺杆元件的组合方式,获得所期望产品的目的。

聚合物微纳制造技术

微纳制造技术属国际前沿技术,作为未来制造业赖以生存的基础和可持续发展的关键,其研发和应用标志着人类可以在微、纳米尺度认识和改造世界。以聚合物为基础材料的微纳系统在整个微纳系统中占有极其重要地位,是最具产业化开发前景的微纳系统之一,聚合物微纳制造技术也已经开始得到应用并具有极大的发展空间。本文集中介绍了多种典型聚合物微纳器件及系统,并对微注塑成型、微挤出成型和微纳压印成型等聚合物微纳制造技术进行了系统的阐述,比较了各种聚合物微纳制造技术的优缺点和使用条件。最后,结合国内外研究人员的研究成果,对聚合物微纳制造技术的未来发展做出展望。

山西省五台县发现天然矿泉水开发潜力区

利用调查、取样、化验、物探和钻探等方法手段,对山西五台地区的水文地质条件和地下水质现状进行了研究,发现该地区水质状态良好,部分区域锌(Zn)、锶(Sr)含量达到矿泉水标准,Zn最大值2.3 mg/L、Sr最大值1.17 mg/L,富Zn面积73.71 km^(2),富含Sr面积134.25 km^(2),实施探采结合井最终钻获高品质的水资源,在五台县实现了天然矿泉水潜力区的新突破,有力支撑了地方的健康饮水工程.

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩锆石U-Pb年龄、地球化学特征及其地质意义

大兴安岭北段嘎仙沟地区中侏罗世花岗闪长岩的LA-ICP-MS锆石U-Pb年龄为172.7±1.1 Ma。全岩SiO_(2)含量为62.81%~68.78%,全碱(ALK)和Al_(2)O_(3)含量较高,FeO^(T)、MgO和TiO_(2)含量较低;里特曼指数σ=2.27~5.33,Na_(2)O/K_(2)O=1.19~3.57,Mg^(#)=38.0~49.0,属于中高钾钙碱性系列;铝饱和指数A/CNK=0.91~0.97,为准铝质岩石。稀土总量为(117.70~146.32)×10^(-6),(La/Yb)_(N)值为11.70~18.10,呈轻稀土富集、重稀土亏损的右倾型配分模式;具轻微的铕负异常(δEu=0.86~0.98),表明源区没有明显的斜长石残留或分离结晶;较高的Zr/Hf、Nb/Ta和Sr/Y值,低Y和Yb含量,富集大离子亲石元素Rb、Sr和Ba,亏损高场强元素Nb、Ta和Ti,指示源岩具有壳源特征。P_(2)O_(5)随SiO_(2)含量的增加而降低,T_(Zr)值为700.50~781.20℃,表明花岗闪长岩的成因类型为I型花岗岩,并具有C型埃达克岩特征。结合区域上的资料表明,中侏罗世花岗闪长岩形成于由碰撞向后碰撞过渡环境,蒙古-鄂霍茨克洋在中侏罗世的构造体系表现为由挤压向伸展、由地壳增厚向减薄的构造体制转换,与中侏罗世岩浆活动明显减弱相对应。

等温准热压印中聚合物微结构成型的分析

在传统平板微热压印中,模具需要反复的加热和冷却,工艺循环时间长,存在微结构成型效率低的缺点。文中创新性地提出一种等温准热压印工艺,可有效解决这一问题。首先在研究此工艺原理的基础上,采用有限元模拟的手段探究聚合物微结构的成型过程。模拟分析可知,聚合物微结构的成型是边冷却边压印的过程,模具温度显著影响微结构的复制精度;而聚合物基片预热温度过高不会提高微结构的复制精度,却增加了脱模缺陷的可能性。模拟得到的规律可为等温准热压印实验工艺参数的选取提供依据。最后通过实验验证了模拟规律的正确性及工艺的可行性。

PMMA近玻璃化转变温度下应力松弛特性分析

为了探究聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在近玻璃化转变温度下应力松弛现象的相关规律,对其在近玻璃化转变温度处进行了压缩应力松弛实验,得到了若干组实验数据。对于聚合物在玻璃化转变温度以下的松弛过程,WLF方程无法适用,因此采用Arrhenius方程从能量的角度对其松弛过程进行分析,得到了在近玻璃化转变温度下PMMA松弛时间常数τ和温度T的关系,为PMMA在玻璃化转变温度以下松弛移动因子的确定提供了理论支持。

基于分子动力学模拟的类固态等温微热压印过程分析

基于Materials Studio软件,构建类固态等温微热压印体系模具镍与无定形聚合物聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的片层界面模型。根据凝聚态材料的适用性,选取COMPASS分子力场用于热压体系的计算。首先,对微热压印微结构的填充阶段进行模拟和分析,用体系能量随时间由波动逐步趋于稳定和分子密度不断升高并趋于稳定的变化规律来解释热压填充体系的建立过程。其次,对保压松弛阶段进行模拟和分析,并从以下3个微观角度解释了类固态微热压印过程中聚合物的应力松弛现象:(1)PMMA分子链均方回转半径逐渐减小至稳定;(2)速度相关系数迅速衰减并在0附近波动,说明聚合物的内应力衰减并最终趋于稳定;(3)不同温度对均方回转半径与速度相关系数的影响规律。

透皮给药实心微针阵列的紫外压印工艺方法

文中提出了一种紫外压印技术成型透皮给药实心微针的工艺方法,以C-coating光刻胶作为微针成型的原材料,采用微机电技术加工的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模具,探究了紫外压印实验中影响微针成型质量的工艺条件。实验结果表明,利用C-coating光刻胶抽真空12 min以上,紫外曝光170~200 s时,制备的紫外压印微针的高度能达到230μm。通过纳米压痕力学测试和猪皮离体皮肤穿刺实验,证明这种紫外压印微针的针尖在承受50 mN的力时没有发生断裂破坏现象,并且能够顺利刺入猪皮达到良好的透皮给药效果,为紫外压印技术成型透皮给药微针提供了一定的技术参考。

PMMA在类固态微热压印过程中冷却速率与松弛速率的规律分析

通过选取若干温度对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)试样进行应力松弛实验,结合实验数据,建立松弛速率-温度(p-T)指数模型,计算不同T下PMMA的p和松弛时间常数(τ);以积分的形式建立起可连续求解的聚合物松弛应力变化率-冷却速率[σ_Δ(t)-v(t)]模型,求解不同v(t)下聚合物的σ_Δ(t),同时进行prism微结构类固态热压印实验,通过比较模型计算结果与微结构复制率,验证σ_Δ(t)-v(t)模型的实用性。结果表明,随着v(t)的提高,σ_Δ(t)越来越小,内应力松弛的更加充分,微结构的成型精度越高。

多电视台临时协作的安全模型

多电视台经常需要为完成共同任务并取得各自利益而临时地组织成一种协作的联盟。多电视台的协作增强了组织的复杂性,协作中各自媒体内容的安全性也尤为重要。本文将进程代数中的封箱演算引入到多电视台临时协作组织模型的方法描述中,给出了多电视台临时协作组织模型建模方法和建模工具原型,以形式化的方式体现了多电视台临时协作组织结构的动态性,资源权限的易变性,和对各自资源的安全控制。

基于InVEST模型的晋北土地利用变化与碳储量研究

区域土地利用变化和碳储量的空间分布特征研究可为区域生态系统碳库管理和减排增汇政策制定提供重要科学依据。采用GIS和遥感技术分析了晋北地区1990年、2000年、2013年和2019年的土地利用变化特征,在此基础上,运用InVEST模型计算出晋北地区1990—2019年间生态系统碳储量和碳密度。结果表明,各土地利用类型之间的转换主要发生在2000—2013年间,转出面积最多的为耕地,转入面积最多的为建设用地和林地。这与该时段退耕还林政策的实施和粗放型经济快速增长有关。研究区1990年、2000年、2013年和2019年生态系统碳储量分别为53.50×10^(7)t、53.53×10^(7)t、54.25×10^(7)t和54.00×10^(7)t,碳平均密度分别为147.89 t/hm^(2)、147.97 t/hm^(2)、149.95 t/hm^(2)和149.27 t/hm^(2)。在总体碳储量中,土壤碳储量占比最大,超过80%,而林地对研究区生态系统碳储量的贡献值最大(约55%)。晋北地区应继续坚持退耕还林、水土保持等措施,以期能够用高效固碳来代偿建设用地扩张导致的碳损失。

基于微注射的聚乳酸微针递送中药液效率评估

聚合物微针作为一种高效、安全、成型简单、节能环保的新型经皮药物递送医疗产品,逐渐得到关注。为研究聚合物微针体外递送中药液的效率,在已知的工艺条件下,通过微注射制备了聚乳酸(PLA)微针,利用扫描电镜观察其形貌特征,并对小鼠腹部皮肤进行穿刺,然后进行石蜡切片,观察其产生的微小通道,同时,通过体外透皮扩散评估了PLA微针预处理后的中药液递送效率。结果表明,针高为520μm的PLA微针具有较好的力学性能,能刺穿鼠皮皮肤的角质层,在微针预处理和未预处理Franz扩散实验中,120 min后,骨痹通方中药液预处理的吸光值为1.086881,未处理的吸光值为0.09004,经过线性拟合后,微针预处理实验组药物浓度至少是未处理对照组的10倍。

三螺杆挤出机啮合块混合特性的数值模拟

利用流场分析软件Polyflow对啮合块在不同参数下的等温稳态流场进行数值模拟。同时引入加权平均剪切应力,加权平均剪切、拉伸速率和回流系数等不同的评价指标以表征倒三角形三螺杆挤出机的混合性能。深入分析不同因素对啮合块混合特性的影响。结果表明:啮合块具有优异的分布和分散混合性能。啮合盘厚度增加导致流场中拉伸作用增强。增大错列角会使正向啮合块的剪切降低,拉伸增强,反向啮合块的趋势则与之相反;为啮合块的设计提供了依据。

基于沙渠石渠转化机制制备PDMS基导热复合材料

提出了基于沙渠、石渠转化机制的复合材料导热性能强化的方法,其中,导热网络作为"渠",热流和聚合物基体分别被视作水流和沙石,由传统共混法制备的"沙渠"导热网络会阻碍热导率的提高,这是由于,当热量在"沙渠"导热网络中传导时,被聚合物基体吸收并耗散。通过空间限域强制组装法(SCFNA)和添加刚性粒子2种方法,可以将"沙渠"导热网络转化为"石渠"导热网络,减少聚合物吸收和耗散的热量,提高了网络的热传导能力,从而提高了复合材料热导率。通过实验验证了2种方法的有效性,在SCFNA法的作用下,PDMS/15%SCF复合材料的热导率达到了11.423 W/mK,与传统共混法相比,约提高了9.8倍;当加入5%的低导热系数(0.15 W/mK)的中空玻璃微珠时,热导率提高至13.004 W/mK,与传统共混法相比,约提高了11.3倍。

分层可溶性利多卡因聚合物微针的制备与穿刺效果研究

为研究高效利多卡因分层可溶性微针的制备工艺和皮肤穿刺效果,利用聚二甲基硅氧烷(PDMS)微针模具,选用聚乙烯醇(PVA)、透明质酸钠(HA)和聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为复合材料,探究分步浇铸法和浇注黏合法制备微针阵列。同时,利用显微镜观察微针形态并且测量微针的形态,选用小鼠腹部皮肤进行穿刺试验并进行冷冻切片表征微针穿刺效果。结果表明,利多卡因分层可溶性微针成型率达100%且成型周期缩短至4 h以内,药物主要集中在450μm高的微针针体上,微针穿刺皮肤后恰好到达真皮层并且在皮肤上形成约250μm深的微通道,微针针体能在5 min中内迅速溶解,为麻醉微针透皮给药实际应用提供一定技术依据。

三螺杆挤出机熔体输送能力的评价

通过三螺杆挤出机模拟机对熔体替代料进行挤出实验,对三角形排列三螺杆挤出机、一字形排列三螺杆挤出机及双螺杆挤出机的熔体输送能力进行了系统评价。利用无量纲参数评价体系和传统评价方法,通过控制挤出过程螺杆转速和产量,对3种挤出机的熔体输送段建压能力及挤出能耗水平进行研究,并研究工艺参数对熔体输送能力的影响。结果表明,三角形排列三螺杆挤出机熔体输送能力及能耗水平优于其他类型挤出机,且无量纲参数评价体系具有很高的可靠性和更广泛的适用性,可用于挤出加工设备的选择。

对类固态等温热压印过程中聚合物的填充分析

类固态等温热压印是一种模具保持恒温的压印工艺,对于无定型聚合物而言,温度应保持在Tg附近的类固态温度范围内。对聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)在类固态条件下的压印过程进行了有限元模拟分析,着重探讨了填充规律和成型形貌。模拟结果显示,PMMA在填充过程中的形貌稳定,不会出现传统工艺中的"双峰"缺陷。微结构深度是影响填充难度的主要几何因素,深度越大,结构的成型难度越高。深宽比、尺寸和形状对结构也有不同程度的影响,但作用均小于深度。在温度受限的情况下,聚合物的流动性受到制约,无法以熔体形态的均匀速率充满模腔,增加了模具结构的几何参数对制品成型质量的影响。