思政和工程实践能力同步提升的材料力学性能课程建设

遴选工程案例,提炼具有震撼效应、渗透效应和可持续效应的思政要素,构建溶剂(案例)-溶质(知识要素)-催化剂(思政要素)相对平衡关系,形成专业课程和思政课程的“同频共振”。丰富教学素材,改进教学环节,还原案例中蕴含的知识要素。结合国家重大需求,通过反向设计,建立课程理论和工程应用之间的映射关系,培养工程思维、科学思维和系统思维意识,提升分析问题和解决问题能力。思政和工程实践能力同步提升,培养具有爱国情怀、堪负大任的专业人才。

材料、工艺、组织和性能一体化塑性成形实验设计

塑性成形是材料成型与控制工程专业方向的一个重要分支,着重培养学生运用专业知识分析和解决塑性加工过程中复杂工程问题的能力。金属材料成形生产中涉及材质、工艺、组织和性能等多个要素。以板材轧制成形为教学内容,设计了一个将材料、组织、工艺和性能4个方面有机结合的塑性成形工艺实验课程。在实验教学方法方面,采用问题导向和交流讨论方式,培养学生的实践能力和创新能力。

长江中下游地区糯玉米花期耐热性鉴定及评价指标筛选

全球气候变暖趋势日趋明显,高温热害已成为限制糯玉米丰产稳产的主要非生物胁迫之一。鉴定糯玉米的耐热性,筛选耐高温评价指标,可为耐热糯玉米品种的选育提供理论支撑。本研究以长江中下游地区主推品种为试验材料,设置2种增温方式(覆膜增温处理和延迟播种处理)以及自然对照处理(CK),测定了13个与耐热相关的指标,采用主成分分析、隶属函数法、聚类分析和逐步回归分析相结合的方法,对糯玉米花期耐热性进行综合评价。结果显示,与对照相比,除叶绿素a和光系统II最大光化学效率外,各指标在高温处理下的降低幅度均达到显著或极显著水平。利用主成分分析将13个单项指标转换为3个相互独立的综合指标,其贡献率分别为64.46%、15.06%和7.76%,代表了糯玉米耐热性87.28%的原始数据信息量;通过隶属函数计算综合耐热评价值(D值),将10个参试糯玉米品种划分为3类,分别为3个耐热型、4个中等耐热型和3个热敏感型。筛选出的耐热型品种为苏玉糯2号、中糯2号和苏玉糯901,生产中应用这些品种可能在一定程度上减轻高温热害对糯玉米生长发育造成的不利影响。最后,利用逐步回归分析建立了糯玉米耐热性评价方程预测供试材料的耐热性,预测值(PV)与D值基本一致,确定了产量、F_v/F_m、叶面积指数和花粉活力作为糯玉米花期耐热性评价指标。本研究筛选出的耐热品种和鉴定指标可为今后耐热糯玉米品种的选育提供理论依据。

喷丸强化覆铝7B04-T7451铝合金的表面完整性及疲劳性能研究

研究了喷丸强化对覆铝7B04-T7451铝合金表面完整性和疲劳性能影响,阐明了覆铝层对喷丸强化效果的影响。采用维氏硬度计、原位纳米测试系统、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪等,分析了喷丸强化后试样的显微硬度、表面轮廓、表面粗糙度及残余应力等的变化。利用疲劳试验机测试喷丸强化试样的疲劳寿命,利用扫描电镜分析疲劳断裂断口的特征。结果表明,喷丸强化覆铝7B04-T7451试样表层硬度从表层向内部逐渐增大,直到基材硬度,表面硬度较原始试样略有提高;覆铝7B04-T7451试样表面发生剧烈的塑性形变,弹丸尺寸较大,表面粗糙度明显增大;喷丸强化引入深度约150μm的残余压应力层,但其残余压应力数值和应力峰值均较小。喷丸强化覆铝7B04-T7451铝合金的疲劳性能没有获得提高,由于表面粗糙度和塑性形变显著增大,使得疲劳裂纹源在覆铝层表面萌生较快,疲劳寿命降低。

糯玉米茎秆穿刺强度QTL分析与基因组选择

茎秆穿刺强度是衡量玉米茎秆机械强度和抗倒伏能力的重要指标之一,本研究以衍生于糯玉米自交系衡白522和通系5的198个重组自交系为试验材料,对茎秆穿刺强度进行数量性状位点(QTL)分析和基因组选择研究。单个环境QTL分析共检测到4个控制糯玉米茎秆穿刺强度的QTL,每个QTL的表型变异贡献率均小于10.00%,且仅在单个环境中被检测到;多个环境QTL分析共检测到8个QTL与环境互作,其加性效应总共可解释24.64%的表型变异,加性效应与环境互作贡献率为17.51%;上位性QTL分析共检测到4对QTL与QTL互作,可解释8.25%的表型变异。基因组选择中,当训练群体占群体总数的80%,随机选择500个标记即可获得较高的预测准确性;但是根据单个环境QTL分析结果,选择机率常用对数值排名前200的标记,即可大幅度提高基因组选择预测准确性。

CTO/PCL-3057共混软段聚氨酯弹性体的相分离和力学性能

以蓖麻油(CTO)/聚己内酯三醇(PCL-3057)共混物为软段,三羟甲基丙烷为小分子交联剂,与多亚甲基多苯基多异氰酸酯(PAPI)反应,制备了软段中CTO质量分数分别为30%、50%、60%、70%和100%的聚氨酯弹性体(PUE),研究软段组成对PUE相分离结构和力学性能的影响。结果表明:CTO主要促进硬段之间氢键的形成,PCL-3057主要促进软硬段之间氢键的形成;两者各占50%时,PUE结晶性好,氢键度大,微相分离程度较完善,交联程度适当,所以力学强度高且韧性好。CTO柔顺性好,可以降低PUE软段的玻璃化转变温度(T_(gs)),而PCL-3057中极性基团过多会降低T_(gs);两者各占50%时,T_(gs)最大。PCL-3057都能显著提高PUE的动态力学性能。

脉冲电流对超薄316L板微流道成形精度的影响

目的研究在金属双极板脉冲电流辅助冲压工艺中,将脉冲电流单独作用于保压阶段、冲压阶段以及作用于整个冲压过程(冲压阶段+保压阶段)3种通电方式对极板流道深度及壁厚分布的影响。方法以316L不锈钢薄板作为实验材料,调节流经样品的电流参数,分别为0、10、20、30 A,分析脉冲电流参数和通电方式对极板流道深度及壁厚分布的影响规律。结果在高电参数下,当采用在冲压阶段通电、在保压阶段断电的方式2时,在保压阶段可促进应力松弛,具有最佳的回弹抑制效果,其成形深度回弹可减小73.88%。在不同电参数下,3种成形方式对双极板流道壁厚分布具有相似的影响。槽顶和槽底的壁厚减薄相对较小,减薄量为原板材厚度的2%~6%;流道直壁壁厚减薄为原板厚度的9%~15%;而外圆角和内圆角区域的壁厚减薄较大,达到27%~30%。结论在金属双极板脉冲电流辅助冲压工艺中,以不同方式施加脉冲电流,均可以显著提升流道深度,对壁厚影响并无明显差别。特别地,采用在冲压阶段通电、在保压阶段断电的方式2可以显著提升对流道回弹的抑制效果。

连续SiCf/TC17复合材料室温偏轴拉伸性能研究

采用磁控溅射法结合热等静压工艺制备SiCf/TC17复合材料,通过SEM观察试样的断口形貌,研究了复合材料在室温的偏轴拉伸性能及断裂机制。结果表明:纤维偏轴角度在0°~2°间,复合材料轴向性能变化较小,拉伸强度稳定在1960~1987 MPa;纤维偏轴角度再增大时(>2°),材料拉伸强度近似呈单调线性降低,由1870 MPa降至1797 MPa。纤维偏轴角度较小时(≤2°),平坦区基体与纤维断裂面平整,且两者的断裂面平行。纤维/基体界面没有明显的脱粘破碎迹象;纤维偏轴角度较大时(>2°),部分纤维存在“斜切断裂”,纤维拔出距离变长,且不再与基体的断裂面保持在同一平面,基体撕裂损伤严重。依据断口形貌结合局部承载模型,详细论述了SiCf/TC17复合材料两种拉伸失效的断裂过程。纤维偏轴角度较小时(≤2°),裂纹萌生于纤维间距较小的反应层,在界面处钝化或偏转进而形成不同截面的平坦区,当纤维超过承载能力极限,试样整体断裂;纤维偏轴角度较大时(>2°),“拉-剪”耦合效应导致C涂层与反应层间的界面脱粘破碎形成裂纹源,裂纹加速反应层受损或导致界面脱粘致使纤维断裂,当基体及剩余纤维超过承载能力极限,试样整体断裂。

课程教学中专业概念的演进——以金属热处理火与组织为例

金属热处理是金属材料最重要的加工工艺之一,通过改变和优化热处理工艺可以获得不同的微观组织和所需要的性能。传统热处理主要包括退火、正火、淬火和回火所谓“四把火”。上述“四把火”最初主要针对钢铁材料,后来也逐渐拓展到有色金属及其合金,但是其含义略有差异,有时差异很大。源于钢铁材料的微观组织概念随着观测仪器的发展也在发生变化,最初用光学显微镜定义的所谓“马氏体、贝氏体”等微观组织概念的内涵也在不断更新。为了理清这些概念,本文系统总结了金属热处理的概念、工艺、与组织的关联关系,以及概念的延伸和拓展,提出了以不同尺度的材料结构代替材料微观组织的理念。

激光冲击强化对Ti-6Al-4V榫齿结构高低周复合疲劳性能的影响

为了探究激光冲击强化对Ti-6Al-4V合金榫齿结构高低周复合疲劳行为的影响,本文对经过激光冲击强化处理的Ti-6Al-4V榫齿结构的表面完整性特征和高低周复合疲劳性能进行测试。结果表明:相比于未经过激光冲击强化处理的原始榫齿结构,激光冲击榫齿结构的高低周复合疲劳寿命提高729%。激光冲击改变了榫齿结构接触区域的微动磨损特征。原始榫齿结构表现为大尺寸的脱层磨损坑,坑底部诱发微裂纹并向基体内扩展,而激光冲击榫齿结构表现为小尺寸脱层薄片。此外,激光冲击还降低榫齿结构的疲劳裂纹扩展速率。激光冲击强化抗高低周复合疲劳作用显著,这主要归因于激光冲击强化层改变疲劳裂纹萌生方式,并抑制裂纹早期扩展。

激光冲击+机械喷丸复合强化对铆接件微动疲劳性能的影响

研究机械喷丸、激光冲击+机械喷丸复合强化2种表面强化技术对铝合金铆接构件微动疲劳行为的影响。利用微动磨损实验机、疲劳实验机、X射线衍射仪、激光共聚焦显微镜、场发射扫描电镜等设备,测试表面强化技术对铝合金表面完整性、耐磨性、疲劳性能和微动损伤特征的影响。结果表明:机械喷丸、激光冲击+机械复合强化均可提升铆接件微动疲劳性能,机械喷丸提高12倍,复合强化提升5.4倍。表面强化处理改变疲劳裂纹源位置,原始件裂纹萌生于铆接件圆孔30°左右,喷丸强化后裂纹在圆孔接近90°位置萌生。复合强化的残余压应力层深度为1.00 mm,远大于机械喷丸的0.25 mm。总体上,复合强化效果不理想,这是由于激光冲击技术不便于在小尺寸的铆接孔实施,同时强化过程连接孔变形,影响服役性能。

机械喷丸+激光冲击复合表面改性TC4钛合金表面完整性研究

为提升航空发动机钛合金叶片性能,采用机械喷丸、激光冲击及复合强化对TC4钛合金表面进行改性处理,并研究复合强化顺序及参数对钛合金表面完整性的影响。结果表明:复合喷丸强化钛合金的表层残余压应力场具有单独机械喷丸、激光冲击的耦接特征,近表面残余应力场接近机械喷丸,近基体区域的残余应力场接近激光冲击,即整体残余应力场深度大、表面应力值高。复合强化顺序影响残余应力层中间段的应力值分布,先激光冲击后机械强化的残余应力相对更高。机械喷丸强度较低时,强化顺序对表面粗糙度影响不大;机械喷丸强度较高时,强化顺序对表面粗糙度影响大。机械喷丸强化后的试样近表面组织内形成小角度晶界和少量孪晶,激光冲击强化试样近表面仅形成小角度晶界,但没有观测到孪晶,而先激光冲击的复合强化试样产生孪晶较多。

内蒙古黄河流域1990—2020年生境质量评估

内蒙古黄河流域是中国重要的生态区域,探究其生境质量变化能够为区域生态环境保护提供重要基础信息。本研究基于1990—2020年土地利用/覆盖数据,采用InVEST模型和地理探测器分析方法,揭示内蒙古黄河流域生境质量时空格局及其驱动力。结果表明:(1)内蒙古黄河流域生境质量总体呈现北低南高的空间分布格局,具有显著的空间聚集性。生境质量等级为低的区域面积占比为23.50%,主要分布在库布齐沙漠以及研究区东南部;(2)1990—2020年,研究区生境质量呈现先降低后小幅回升的变化趋势。生境质量退化的区域面积占比为11.97%,主要集中在研究区北部和黄河两岸附近,是耕地扩张和沙地分布区域;(3)地形、植被和土壤类型等自然因子是生境质量空间分异特征的主要驱动因子,任意两种进行交互探测的因子对生境质量空间分异的解释力都要大于其单一因子的解释力。建议未来生态治理和恢复工作应重点关注研究区北部生境质量发生退化的区域,研究结果可为区域生物多样性的保护和生态环境的恢复提供借鉴和参考。

早熟优质多抗玉米新品种通玉1701特征特性及其全程机械化栽培技术

通玉1701是江苏沿江地区农业科学研究所用自育自交系“SSG-1”为母本、“DK516”为父本配制杂交玉米新组合,通过2017—2018年国家东南普通玉米区域试验,2019年生产试验,2021年国家农作物品种审定委员会审定,定名为通玉1701,审定编号为国审玉20210682。该品种丰产性好,2017—2018年在国家东南普通玉米区域试验中,2年平均产量584.60 kg/667 m^(2),比对照苏玉29增产5.94%,全生育期101 d,株高254 cm,穗位高96.4 cm,倒伏率2.5%,倒折率1.1%,穗长18.6 cm,穗行数14~16行,秃尖长0.9 cm,百粒质量30.4 g,抗逆性好,适宜全程机械化生产。本文详细介绍了通玉1701的亲本来源、选育过程、产量抗性表现、特征特性、主要栽培技术、适宜种植的区域及其推广应用前景。

超声无损检测技术在发动机铸件壁厚检测中的应用探索

基于超声波在特定材料中的传播和反射基础原理,经常被用于检测工件表面与内部缺陷、材料内部组织和特征的表征,以及材料厚度测量。对于铸铁件弧面壁厚的无损检测,需要考虑非均质形态的石墨组织对声波衰减,以及测头形状和方向等因素,通过验证分析,确定出无损检测方法,可将检测误差控制在2%以内。

中医热奄包联合推拿治疗对髋部骨折术后功能影响的临床研究

目的:探究中医热奄包联合推拿治疗对髋部骨折术后功能影响的临床研究。方法:研究对象为2022年12月—2023年12月我院收治的60例髋部骨折术后患者,按随机数字表法分成对照组(30例)和研究组(30例)。对照组给予围手术期常规理疗及自主功能锻炼,研究组在对照组基础上给予中医热奄包联合推拿治疗,两组患者均随访6个月,对两组患者围手术期临床相关指标、步态分析[步态测试量表(Tinetti POMA)]及髋关节功能[Harris髋关节评分(HHS)]、术后并发症(切口渗血、引流情况)差异。结果:干预后,研究组患者在患肢肿胀程度(周径)、皮下瘀斑范围、皮肤张力、皮温、离床下地时间、住院时间等围手术期临床指标均低于对照组(P<0.05);术后6个月,研究组患者步态POMA评分高于对照组,术后3个月、术后6个月两组患者髋关节功能HHS明显高于出院时,且研究组高于对照组(P<0.05);研究组的术后并发症发生率为6.67%低于对照组26.67%(P<0.05)。结论:中医热奄包联合推拿治疗可以有效减轻髋部骨折术后患者的肿胀程度,改善局部血液循环,促进患者术后功能恢复,减少术后并发症发生率,值得临床推广应用。

市政工程道路的智能化设计思路研究

市政工程道路设计作为城市基础设施的关键组成部分,不仅关乎交通的安全稳定,也关系到城市智慧化建设的推进。引入智能技术,可以有效解决设计难点,提高设计效率和质量,为城市的可持续发展提供有力支撑。本文详细阐述了市政道路基础工程智能化设计的关键方面,包括道路基本参数、交叉路口、线路、排水和绿化设计等,强调了在设计中运用大数据、物联网等先进技术的重要性。介绍了市政道路附属设施的智能化设计,并结合某区智能化施工案例,探究了智能化施工管控设计流程,希望本文能为相关市政工程道路的智能化设计与施工提供合理的分析和指导。

财务共享模式下企业全面预算管理分析

在现代企业管理活动中,全面预算管理作为重要手段,在财务共享模式下应建立完善的管理体系,通过重塑预算管理流程来充分发挥数据高效处理、业财融合等优势,为企业创造更多价值。围绕企业全面预算管理实施过程中出现的各种问题展开分析,从预算编制、执行和考核三个方面提出基于财务共享模式的企业预算管理优化策略,能够做到精准编制预算内容和提高预算执行率,并通过预算考核改进企业各项工作,全面提升企业财务管理水平。

喷丸强化对2024铝合金/钛合金铆接件微动疲劳性能的影响

目的研究机械喷丸强化对2024铝合金铆接件(螺栓为钛合金)微动磨损及疲劳寿命的影响。方法利用X射线衍射仪、维氏硬度计、激光共聚焦显微镜和扫描电镜等设备,分析机械喷丸前后试样的表面完整性、磨痕表面形貌、磨痕轮廓和磨损体积。结果采用机械喷丸强化处理能够显著提升铆接件的平均疲劳寿命,相较于原始试样,最高提升了约36.3倍。经断口失效分析发现,喷丸强化后试样的疲劳裂纹源位置发生了转移,原始件裂纹源位于铆接孔棱角的表面(板面与孔交界位置),板面喷丸后(只对铆接板表面进行喷丸处理)试样的裂纹源转向铆接孔壁的表面,板面+孔面+石墨润滑喷丸后试样的裂纹源转向铆接孔次表面(强化效果最好)。机械喷丸强化对铝合金微动耐磨性能的影响随着喷丸工艺参数的变化而波动。在线/面微动摩擦测试中,原始样品的磨痕深度为41.5μm;采用0.2A的喷丸强度、200%的覆盖率(记为0.2A-200%)的喷丸参数时,磨痕深度降至34.6μm,耐磨性得到提高;在0.3A的喷丸强度、200%的覆盖率(记为0.3A-200%)的喷丸参数时,磨痕深度升至58.9μm,耐磨性降低。经喷丸强化后铝合金的微动磨损机制由黏着磨损向脱层磨损转变。通过电子背散射衍射研究发现,喷丸处理使得样品表层小角度晶界所占比例增多,表层晶粒细化。结论铆接件微动疲劳性能的强化效果得益于喷丸在材料表面引入的残余压应力场和加工硬化层的共同作用。

7A65铝合金喷丸强化表面完整性及疲劳性能

目的以7A65高强度铝合金为研究对象,研究喷丸强度、弹丸介质(铸钢丸和陶瓷丸)对靶材疲劳性能的影响规律。方法利用扫描电镜、激光共聚焦显微镜、X射线衍射仪等仪器表征喷丸强化7A65铝合金表面完整性和疲劳失效断口,分析喷丸工艺参数与疲劳性能、断裂模式的相关性。结果喷丸强化后铝合金表面粗糙化严重,表面粗糙度从初始0.622μm增加至4.736μm(铸钢丸、喷丸强度为0.22 mmA),并出现褶皱损伤;在相同喷丸强度下陶瓷丸喷丸表面粗糙度较低,无褶皱损伤。2种弹丸在金属表面引入的残余应力场基本相同,残余压应力层深约300μm,最大残余压应力值为-480.6 MPa,其产生位置为距离表面75μm处(喷丸强度为0.22 mmA)。铝合金疲劳性能对铸钢丸介质敏感性较高,当喷丸强度较低(0.11 mmA)时喷丸强化效果最佳,疲劳寿命是原始寿命的5倍多,疲劳源从表面转移至次表面(500μm);当喷丸强度增至0.22 mmA时,裂纹源向表面靠近,疲劳寿命为原始寿命的2倍。铝合金疲劳性能对陶瓷丸介质敏感性较低,在喷丸强度为0.11~0.22 mmA时疲劳寿命较为稳定,在喷丸强度为0.11 mmA时疲劳寿命最高,为原始寿命的7倍。结论7A65高强度铝合金经喷丸强化后疲劳寿命显著提升,强化效果受弹丸介质影响,陶瓷丸介质强化效果更好、喷丸强化工艺窗口更宽。