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。

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。

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。

不同喷丸强度对FGH96粉末高温合金表面完整性的影响研究

粉末高温合金涡轮盘由于长期在高温高应力等极端环境下服役,通常需对其表面进行喷丸强化处理,以满足严苛的性能需求。基于此,本文系统研究了不同喷丸强度对镍基粉末合金FGH96的表面完整性的影响。结果表明,经喷丸处理后,合金近表层晶粒发生细化,产生了一层硬化层,并在表层引入了较大的残余压应力。此外,在合金近表面产生了塑性变形层,其深度随喷丸强度增加而增加,由原始状态下的5μm增加到0.25 mmA喷丸强度下的117μm。随喷丸强度的增加,合金的表面粗糙度、表面硬度值、硬化层深度、表层残余压应力和残余应力层深均呈增加趋势。该研究结果可为粉末高温合金喷丸强化工艺的设计和选取提供一定的数据基础。

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。

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。

温度变化速率对TC4钛合金热变形力学性能的影响

TC4钛合金薄壁构件通常采用热成形方式加工,其热成形前后的加热及冷却过程的温度变化速率会引起显著的微观组织演化,进而影响成形构件的力学性能.本文中设计并搭建了一套电阻加热及气体冷却装置,研究了热成形前后的温度、加热速率和冷却速率对TC4钛合金板材力学性能的影响.结果表明:加热速率对TC4钛合金的屈服强度影响显著,加热速率越快,板材冷却后的屈服强度越低;当板材分别以30,100℃/s加热至900℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度相差24%;冷却速率对TC4钛合金的屈服强度同样影响显著,当板材以60℃/s加热至850℃后,再以200℃/s冷却至室温,其屈服强度比冷却速率为5℃/s时提高了16%。该研究结果可为TC4钛合金薄壁构件热成形温度参数的合理设计提供依据.

SiCf/TC17复合材料单轴拉伸性能的数值模拟分析

使用ABAQUS有限元软件结合内聚力模型(CZM)建立了SiCf/TC17复合材料模型,研究了热残余应力场在复合材料的分布规律以及热残余应力对复合材料纵横向拉伸的影响。分析了纵向拉伸过程中基体屈服对复合材料的影响以及热残余应力对复合材料性能的影响。分析了复合材料横向拉伸的失效机制,以及等效应力在基体中的再分配,发现界面径向压应力能够减缓界面的脱粘。

(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Ta_(0.2)Mo_(0.2)Ti_(0.2))B_(2)高熵陶瓷的相结构及电化学性能

硼化物高熵陶瓷因其优异的力学性能、良好的抗氧化性以及电化学性能,而具有广阔的应用前景。采用硼/碳热还原法结合放电等离子烧结技术制备了(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Ta_(0.2)Mo_(0.2)Ti_(0.2))B_(2)高熵陶瓷,并对物相组成和电化学性能进行研究。结果表明,在1600℃、1650℃、1700℃还原得到的(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Ta_(0.2)Mo_(0.2)Ti_(0.2))B_(2)高熵陶瓷粉体和经2000℃烧结后的块体均未呈现单一六方结构的高熵相,烧结体中含有少量的(Hf,Zr)B2和(Hf,Zr)O_(2)次生相弥散分布于高熵相之间。随着还原温度的升高,粉体的结晶度越好。(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Ta_(0.2)Mo_(0.2)Ti_(0.2))B_(2)的致密度为96%,其硬度为(23.4±1.2)GPa。此外,(Hf_(0.2)Zr_(0.2)Ta_(0.2)Mo_(0.2)Ti_(0.2))B_(2)表现出较好的能量存储特性和抗腐蚀性能,当其在3.5 wt.%NaCl中,且电流密度为0.1 mA·cm^(−2)时,充/放电比电容可达50.29/44.50 F·cm^(−2),库伦效率可达87%以上,满足作为超级电容器电极材料的要求。

舒乳方颗粒治疗乳腺结节病患者的临床疗效及对其性激素水平的影响

目的观察舒乳方治疗乳腺结节患者的临床疗效及对其性激素水平的影响。方法选取2022年10月—2023年12月期间在北京老年医院、北京市鼓楼中医医院因乳腺结节进行治疗的患者,北京老年医院纳入患者37例,北京市鼓楼中医医院纳入83例。按照随机数字表法分为对照组和治疗组,每组各60例。对照组给予雌激素受体拮抗剂他莫昔芬治疗,治疗组在对照组基础上应用舒乳方颗粒治疗。经过8周治疗后,评估两组患者临床疗效,治疗前后两组患者乳腺症状体征(乳腺疼痛分级、乳腺结节大小、乳腺质地评分和全身症状)量化评分、精神状况评分[焦虑自评量表(Self-rating anxiety scale,SAS)及抑郁自评量表(Self-rating depression scale,SDS)]、雌激素[血清催乳素(Prolactin,PRL)及雌二醇(Estradiol,E_(2))]水平。结果治疗后治疗组临床总有效率96.43%(54/56)高于对照组66.10%(39/59),差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后两组患者乳腺疼痛、乳腺结节大小、乳腺结节质地、全身症状量化评分均较治疗前降低,差异有统计学意义(P<0.05);且治疗组乳腺症状体征量化评分明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后两组患者SAS、SDS评分均较治疗前降低,差异有统计学意义(P<0.05);且治疗组SAS、SDS评分均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗后两组患者PRL和E2指标均较治疗前降低,差异有统计学意义(P<0.05);且治疗组PRL和E2指标均明显低于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。治疗期间,两组患者不良反应发生率比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论他莫昔芬联合舒乳方颗粒治疗乳腺结节患者具有良好的临床疗效,可有效降低患者激素水平。

2006-2012年某肿瘤医院医院感染回顾性分析

目的了解肿瘤医院住院患者医院感染情况,为有效防治肿瘤患者医院感染和指导临床合理选用抗菌药物提供依据。方法对2006年8月—2012年7月某肿瘤医院发生医院感染的住院患者资料进行回顾性分析。结果该肿瘤医院住院患者的医院感染例次发病率为1.53%(2 060/134 389),各年度医院感染例次发病率整体呈下降趋势。医院感染部位以下呼吸道为主(957例,46.46%),其次为血液(322例,15.63%)和腹、盆腔(289例,14.03%)。医院感染主要病原菌为铜绿假单胞菌(350株,16.16%)、金黄色葡萄球菌(216株,9.97%)、肺炎克雷伯菌(212株,9.79%)、大肠埃希菌(209株,9.65%)和白假丝酵母菌(141株,6.51%)。肺炎克雷伯菌和大肠埃希菌等革兰阴性(G-)杆菌对碳青霉烯类和含β-内酰胺酶抑制剂的药物敏感率高。结论肿瘤患者医院感染部位以下呼吸道为主,主要病原菌为G-菌,经验性治疗时,推荐碳青霉烯类及含β-内酰胺酶抑制剂的药物。

恶性肿瘤患者院内感染的临床特点

目的总结恶性肿瘤患者发生院内感染的临床特点。方法回顾性分析北京大学肿瘤医院2014年1月~2016年12月住院患者中2073例(共2543次)合并医院感染的恶性肿瘤患者的临床资料。结果恶性肿瘤患者医院感染发病率为1.34%、医院感染例次发病率为1.65%;医院感染以腹盆腔内组织感染(34.13%)、肺炎(22.02%)和败血症(9.99%)为主;肺炎的医院感染病死率最高,为8.52%,肺癌合并肺炎患者的医院感染病死率高达18.92%;医院感染患者的原发肿瘤主要为消化系统肿瘤与肺癌;医院感染病原菌主要为革兰阴性菌,占63.99%,多重耐药菌检出率显著上升。结论恶性肿瘤患者合并肺炎的医院感染病死率最高,且与患者的原发肿瘤具有相关性;多重耐药菌检出率显著升高。

医院感染管理科参与抗菌药物应用管理的成效

目的观察医院感染管理科积极参与抗菌药物临床应用管理的作用。方法比较医院感染管理科积极参与管理前(2012-2014年)、管理后(2015-2017年)的抗菌药物临床应用管理评价指标的变化情况。结果医院感染管理科积极参与抗菌药物应用管理后,住院患者抗菌药物使用率由积极管理前17.18%下降至15.24%,特殊级抗菌药物使用率由1.45%下降至1.02%、接受特殊使用级抗菌药物治疗的住院患者抗菌药物使用前微生物送检率由87.12%上升至91.15%。积极管理后Ⅰ类切口手术患者预防性使用抗菌药物使用率为10.86%,术前0.5~1 h给药率为89.32%,预防性使用疗程<24 h患者比率为86.77%,均高于积极管理前的8.74%、75.87%及57.81%,差异均有统计学意义(均P<0.001)。积极管理前Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类切口感染率分别为0.27%、0.92%、1.29%,积极管理后Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类切口感染率分别为0.20%、0.67%、4.42%。Ⅱ类切口感染率积极管理前后比较,差异有统计学意义(P=0.011)。结论医院感染管理科积极参与抗菌药物应用管理能使抗菌药物临床应用管理评价指标得到明显改善,可促进抗菌药物合理应用。

根因分析法在医院感染漏报病例管理中的作用

目的:探讨根因分析法在医院感染漏报病例管理中的作用。方法:应用根因分析法对北京大学肿瘤医院医院感染病例漏报率较高的问题进行分析,查找原因,制定并执行改进措施。结果:执行改进措施2年后,医院感染病例漏报率由16.32%分别下降至6.91%、6.42%,差异有统计学意义(P<0.001)。医院感染病例漏报主要发生在外科科室。结论:应用根因分析法可有效降低医院感染病例漏报率,是帮助管理者提高医院感染监测和管理水平的有效方法,并能在医院安全管理文化的建设中发挥积极作用。

基于高温熔凝法Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷显微组织演变规律

作为超高温结构材料,共晶氧化物陶瓷的力学性能和显微组织密切相关。采用高温熔凝法制备Al_2O_3/ZrO_2/YAG共晶陶瓷体,研究熔体温度和结晶种子对凝固组织影响规律,运用经典形核机制和Jackson-Hunt共晶生长模型探讨了凝固组织的演变机理。研究表明,随着熔体温度升高(1750~2000℃),凝固体物相组成从α-Al_2O_3,c-ZrO_2和YAG转变为α-Al_2O_3,c-ZrO_2和亚稳相YAP。凝固组织依次经历:非共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG、不规则共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG、纳米纤维状共晶Al_2O_3/ZrO_2/YAG和复杂粗大的亚稳复合陶瓷Al_2O_3/ZrO_2/YAP。分析表明,凝固组织的演变源于异质晶核点不断钝化导致形核过冷度和凝固路径改变,所以合理选择熔体温度和结晶种子是共晶组织调控的关键。

电针对局灶性脑缺血模型大鼠脑内STAT3阳性神经元的影响

目的研究STAT3在脑缺血后的信号转导、调控机制以及电针的干预作用。方法采用热凝闭大脑中动脉建立大鼠局灶性脑缺血模型,采用免疫组织化学的方法检测不同时间段STAT3水平。结果相较假手术组,造模2h后STAT3阳性细胞数、平均截面积、平均光密度值出现轻微升高,差异无统计学意义(P>0.05),24h后明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),3d后数值下降;电针组的检测结果与模型组的趋势相同,但各时间段在数值上均高于相应的模型组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论电针对脑功能的改善作用,可能与其上调STAT3而减少病灶区神经细胞的凋亡有关。

《文献信息检索》课程的教学改革浅谈

通过对现在《文献信息检索》课程教学现状的分析,提出了相应教学改革的思路和方法。通过教学改革可以激发学生学习的积极性和主动性,对提高该课程的教学质量、培养具有一定的科研能力、创新能力的高素质医药人才有重要意义。