科教融合学部制背景下工科教学创新研究——以失效分析课程为例

新一轮科技革命与产业变革的到来,需要大批应用型创新人才,要求新时代的工科学生不仅要具备扎实的专业知识,同时要注重工程实践创新能力的培养,具备多维度的能力素质。以失效分析课程为例,通过分析目前教学中存在的问题,分别从课程设计、教学内容以及教学方法三个方面,提出相应的课程教学改革路径。在课程设计上,基于科教融合学部制优势条件,优化专业理论与实践教学的合理设置,做到专业理论教学与实践教学并重;在教学内容上,将新技术、新方法、新案例等融入教学,推动高水平教材的编写使用,充分发挥教材的育人功能;在教学方法上,推行LBL(授课导向)-CBL(案例导向)-PBL(项目导向)-TBL(团队导向)四轨教学模式,提升理论与实践教学的科学性、层次性和系统性。通过以上研究,从根本上提高学生解决复杂工程问题的能力,促进教学质量的全面提升。

自润滑关节轴承成形技术研究进展

为缓解关节轴承成形过程中因应力集中导致的衬垫损伤和废品率高等问题,研究人员分析了关节轴承在模具挤压合套过程中的塑性变形规律、应力分布、内外圈游隙与挤压力的关系,以及内外圈尺寸形状对成形的影响。大量研究者通过关节轴承挤压成形的有限元模拟获得了不同条件下挤压成形关节轴承的试验数据,为试验提供理论支持与指导。综述了基于模具挤压合套和无模具装配技术的研究进展,讨论分析了模具内腔形状和外圈坯料尺寸对成形过程和成形后关节轴承力学性能、寿命等方面的影响。同时提出整体式关节轴承新型成形技术的研究发展方向,为关节轴承制造工艺全过程一体化联动调控理论与技术发展提供了参考。

多相复合陶瓷刀具材料残余热应力的有限元模拟

以 Si C和 (W,Ti) C颗粒增强 Al2 O3多相复合陶瓷刀具材料为基础 ,运用有限元方法详细研究了材料内部残余热应力的大小与分布形态。计算结果发现 ,单元模型取法、弥散相颗粒大小、分布及其含量均对多相复合陶瓷刀具材料中的残余热应力有较大影响。基体内不仅存在拉应力区 ,而且存在不同程度和范围的压应力区 ,拉、压应力区的结构形式与弥散相颗粒的分布方式密切相关。研究表明 。

IPCC AR4模式对东亚地区气候模拟能力的分析

利用CRU地面温度、降水的陆地月平均观测资料,以及参与IPCC第四次评估报告的22个海气耦合模式的模拟结果,分析了这些模式对东亚地区当前气候的模拟能力。结果表明:虽然所有模式对东亚地区的气候都有一定的模拟能力,但各模式模拟效果差异较大;与单个模式相比,模式集合平均值能更好地反映气候变化趋势;多数模式的温度模拟值偏低,降水模拟值偏高;对1980-1999年20a平均气候态空间分布、百年时间变化分析可以看出,温度模拟效果比较好,降水模拟较差。

稀土元素在氧、碳、硼化物陶瓷材料中的应用研究

本文综述了稀土元素在氧化物、碳化物和硼化物系陶瓷材料中的应用现状，详细分析了稀土元素的作用机制，并探讨了该领域今后的发展方向。

稀土对硬质合金刀具材料微观结构和力学性能的影响

本文综述了稀土元素的添加方式、种类和形态及其对硬质合金刀具材料微观结构和力学性能的影响，指出了目前研究中存在的问题，并探讨了该领域今后的发展方向。

Al_2O_3/SiC/(W,Ti)C多相复合陶瓷材料的研究

建立了多相复合陶瓷材料增强相极限体积含量的理论模型 ,并采用热压工艺制得Al2 O3/SiC/ (W ,Ti)C多相复合陶瓷材料 ,该材料具有良好的综合力学性能 .研究表明 :只有在合适的热压工艺和组分条件下才能获得良好的微观结构与力学性能 .该陶瓷材料的增韧机制主要是裂纹偏转 .此外 ,大量孪晶和位错的存在对材料的增韧补强也有所贡献 .

稀土添加剂陶瓷刀具材料增韧机制的微观结构的观察

在 Ａｌ２ Ｏ３／ Ｔｉ Ｃ Ｎ 陶瓷刀具材料中适量添加稀土元素钇能显著提高其断裂韧性。本文运用 Ｓ Ｅ Ｍ 与 Ｔ Ｅ Ｍ 技术，对裂纹扩展模式进行了观察与分析，并从微观结构的角度探讨了其增韧机制。表明，由于稀土钇的添加，使材料内部形成不同程度的强弱界面，它们与扩展中的裂纹相互作用，致使基体与弥散相颗粒桥联、裂纹分支、裂纹偏转以及微裂纹等多种增韧机制得到明显增加和加强，它们共存于 Ａｌ２ Ｏ３／ Ｔｉ Ｃ Ｎ 陶瓷刀具材料中并协同作用，从而使其断裂韧性得到提高。

全球气候模式对中国降水分布时空特征的评估和预估

使用观测和多模式集合的降水资料,评估全球气候模式对中国降水时空分布特征的模拟能力,并给出21世纪的预估。结果表明:全球气候模式在一定程度上能够再现中国地区降水的分布型,也能模拟出降水的区域性差异,对年降水10年、20年尺度的周期变化模拟效果较好。21世纪SRES A1B情景下中国年及夏季降水主要模态以全国一致型为主,2045年前后由少雨型转为多雨型;冬季降水为少雨型与多雨型交替出现。

IPCC AR4多模式对中国地区干旱变化的模拟及预估

使用中国地区温度、降水格点观测数据以及多模式集合平均数据,计算了帕尔默干旱指数(Palmer Drought Severity Index),评估了全球气候模式对中国地区1961—2000年干旱变化特征的模拟能力,预估了SRES A1B情景下在2011—2050年干旱的可能变化.结果表明:对于衡量干旱变化特征的干旱频率、持续时间、干旱面积等几个指标,整个中国地区区域平均的模拟值与观测值较为符合;模式能够模拟再现西北地区的干旱变化特征,模拟的干旱程度在华北地区偏弱、长江以南地区偏强.2011—2050年SRES A1B情景下,中国地区表现为持续的干旱化趋势;总体干旱面积和干旱频率持续增加,其中极度干旱的持续增加占主要作用.从EOF分析结果看,未来40a中国地区以整体干旱分布型为主.

钇对陶瓷刀具材料Al_2O_3/TiCN的强韧化效应

在已研制的含稀土Al2O3／TiCN陶瓷刀具材料的基础上，采用SEM，TEM和能谱分析等方法探讨了Y的强韧化效应。稀土增强Al2O3／TiCN陶瓷刀具材料力学性能改善的原因在于，Y的添加能在一定程度上积聚杂质W，Fe和Cr等，从而起到清洁界面、提高界面结合强度的作用；此外，对固溶体相TiCN的质点强化作用也有一定的贡献。

基于产教融合和科教融汇的机械类专业课程教学改革研究

产教融合和科教融汇是世界各国高水平大学长期坚持和遵循的一个重要核心理念,也是我国高等教育在新发展阶段实现高质量发展的必然选择。本文以机械类专业核心必修课程《热工与流体力学》为例,分析了目前课程教学所面临的主要问题。从师资队伍、教学资源、教学内容、教学方法、科技创新和考核评价六个维度,探讨齐鲁工业大学产教融合和科教融汇背景下机械类专业课程教学改革的实施路径。

含碳添加剂Al_2O_3基陶瓷复合材料的增韧机理

以碳为添加剂，利用热压工艺制得的 Ａ１２Ｏ３／ＴｉＣ新型陶瓷复合材料，其断裂韧性比相应不合碳的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷材料提高约２０％.理论与实验分析表明：弱界面是获得高韧性陶瓷复合材料的一个有效途径．以石墨形态存在的碳在材料中不但能导致自发微裂纹的产生，而且还能形成弱界面，并在强弱界面的共同作用下以裂纹桥联、裂纹分支与裂纹偏转等多种增韧机制及其协同作用共同提高Ａ１２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷材料的断裂韧性．

复相陶瓷刀具材料的物化相容性分析

物理和化学相容性问题是复相陶瓷刀具材料设计中的重要内容之一。本文在所建立的化学相容性计算模型基础上 ,利用计算机编程计算并分析了各种可能的复相陶瓷刀具材料组分系统的化学相容性问题。定性分析了复相陶瓷刀具材料的物理相容性 ,认为各组分材料的热膨胀系数和弹性模量的最优匹配 ,是获得同时具有较高的抗弯强度和断裂韧性的复相陶瓷刀具材料的必要条件之一。

氧化铝基陶瓷刀具切削可靠性研究——力学性能的随机特性分析

本文全面分析了氧化铝基陶瓷刀具材料力学性能的随机特性。线性回归分析和K—S分布拟合检验的结果表明:材料的硬度、抗弯强度和断裂韧性均很好地服从三参数威布尔分布,分布参数随刀具材料成分而异。

多相复合陶瓷刀具材料热压过程的计算机模拟与工艺设计Ⅰ——温度场模拟与工艺设计

建立了陶瓷刀具材料热压过程的传热模型 ,并以 Al2 O3/ Si C/ (W,Ti) C多相复合陶瓷刀具材料为例 ,通过采用计算机模拟技术对坯体温度场的研究 ,进行了相应的热压工艺设计 .结果表明 :升降温速率的大小及烧结前气孔的存在对坯体内温度场影响较大 .综合考虑材料性能和制备效率的要求 ,在本试验条件下 ,升温速率以 0 .5～ 0 .75℃ / s而降温速率以 0 .3 3℃ / s为宜 .从温度场的角度来看 ,在陶瓷刀具材料热压成型之前 ,应先冷压成坯 ,以提高坯体的初始相对密度 ,降低热压过程中的温差 。

Y-Ce-ZrO_2-TiC-Al_2O_3复合陶瓷材料的制备及其摩擦磨损特性研究

从提高陶瓷材料的力学性能出发,采用真空热压工艺,制备了混合稀土氧化物稳定的Y-Ce-ZrO2-TiC-Al2O3复合陶瓷材料。对复合陶瓷材料进行了摩擦磨损性能实验研究,采用扫描电镜对其磨损表面形貌进行了观察,对磨损表面物相进行了X射线衍射分析。并与单相ZrO2陶瓷作对比,探讨了复合陶瓷材料的磨损机理。研究表明,该复合陶瓷材料具有较高的综合力学性能,在法向载荷为140 N、转速为200 r/min干摩擦条件下,Y-Ce-ZrO2-TiC-Al2O3复合陶瓷摩擦系数为0.65,磨损率为2.88×10-7mm3/N.m,明显低于单相ZrO2陶瓷,其磨损机理为机械冷焊和粘着磨损。

新疆地区21世纪气候变化分析

利用参与IPCC AR4的多个气候模式的模拟结果,分析了中国新疆地区21世纪气候变化情景。结果表明,在三种不同温室气体排放情景下,21世纪新疆地区升温明显、降水将进一步增加。到21世纪末(2091—2099年),新疆地区SRESA1B、SRESA2、SRESB1情景下年平均温度将分别增加4.2℃、5.0℃、2.7℃。SRESA1B、SRESA2情景下,在不同时期内,夏季、冬季温度上升幅度大于春季、秋季。在21世纪前半叶,新疆地区平均降水量增加幅度不明显,到21世纪末降水增加10%以上。整个21世纪,新疆地区在SRES情景下降水增加趋势分别为10%/100a、12%/100a、9%/100a。就各个季节的降水变化来看,模拟结果表明冬季降水增加幅度最大,春季次之;在同一时期内冬季降水增加幅度是其他季节的几倍。就区域来说,新疆中部地区21世纪降水增加幅度最大,但是温度增加幅度小于周围地区;北部地区温度、降水都将呈现明显的增加;新疆南部地区温度将明显升高,但是降水增加幅度不大。全球气候模式对较小区域尺度的模拟存在较大的不确定性,还需做深入的分析和研究。

稀土增韧补强Al_2O_3/(W,Ti)C复相陶瓷刀具材料的研究

研制出一种稀土补强Al2O3/(W，Ti)C新型陶瓷刀具材料，并对其增韧补强机制作了研究。表明：稀土元素的添加能以净化界面、提高界面结合强度以及纳米质点强化的作用机制显著提高Al2O3/(W，Ti)C陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度。而且由于材料中强弱界面的共同存在，使得裂纹桥联、裂纹分支、裂纹偏转以及微裂纹等增韧机制得到明显增加和加强，从而以多种增韧机制及其相互作用共同提高稀土补强Al2O/(W，Ti)C陶瓷刀具材料的断裂韧度。

面向卓越工程师和工程教育专业认证的机械类专业工程应用型人才培养模式

在综述卓越工程师教育培养与工程教育专业认证进展的基础上,分析了卓越工程师教育和工程教育专业认证结合研究的必要性和理论基础,提出了面向卓越工程师和工程教育专业认证的机械类专业工程应用型人才培养模式,并通过优化人才培养方案与课程体系、强化校内实践教学环节、深化校企联合培养、实行双导师制等改革举措,取得了预期的实施效果。