深度融合信息技术的风景园林专业新工科改造升级路径探索与实践--以长春建筑学院风景园林专业为例

在新工科建设背景下,针对我国风景园林行业和专业发展现存问题,以长春建筑学院风景园林专业为例,通过调整人才培养目标、构建课程体系、重构教学环境、丰富教学资源、实施混合式教学、开展虚拟实验教学、改革教学评价、提升教师信息化应用能力等举措,探索深度融合现代信息技术的风景园林专业新工科改造升级路径。实践证明,风景园林专业的改造升级工作取得了明显成效,培养的人才更加适应时代和行业的需求。

极地钻探用铝合金双壁钻杆结构强度的有限元分析及试验研究

为了实现钻穿冰盖、直接获取冰下基岩样品的科研目标,本文设计了一种极地钻探用铝合金双壁钻杆,使钻杆可以满足极地上覆积雪层、冰层、冰岩夹层和冰下基岩等不同地层的空气反循环、水力反循环、绳索取心钻进相配合等钻进需求。依据铝合金双壁钻杆在极限拉伸、极限拉扭组合工况下的受力情况,开展了双壁钻杆的有限元分析,并对双壁钻杆外管与钢接头连接试样进行了拉伸试验与扭转试验。双壁钻杆有限元分析结果表明:在极限拉伸和极限拉扭组合工况下铝合金双壁钻杆中产生的最大应力分别为183.8 MPa与161.9 MPa,均小于铝合金材料的屈服强度489.99 MPa。双壁钻杆外管与钢接头连接试样强度试验结果也表明:拉伸试样破坏时的极限可承载拉力为399.5 kN,远大于提升1000 m双壁钻杆所需的拉力(208.11 kN);扭转试样破坏时的极限可承载扭矩为8264.7N·m,同样大于钻杆在正常钻进过程当中所承受的最大扭矩(1990.56 N·m)。上述结果表明,极地钻探用铝合金双壁钻杆设计方案可以满足极地钻探使用要求。

铁磁性颗粒辅助微波加热分解南海神狐海域天然气水合物实验研究

南海北部陆坡神狐海域是中国天然气水合物首次试采区,90%以上的水合物储存在泥质粉砂地层中。为实现天然气水合物的高效开发,必须提高泥质粉砂中天然气水合物的平均产气速率和能量效率比。笔者以泥质粉砂作为水合物合成基底,对合成的甲烷水合物开展了微波加热分解实验,研究了加入不同种类铁磁性颗粒对甲烷水合物分解的影响规律。试验结果表明,在平均产气速率和能量效率比方面,加入铁钴合金粉末的实验组表现最佳,相较空白组提高22.66%。加入纳米钡铁氧体颗粒对反应前期分解效率具有显著促进作用,纳米颗粒的小粒径和大比表面积有助于其均匀分布,优化了润湿性和表面张力,降低了“贾敏效应”。经Avrami模型分析表明,铁磁性颗粒对微波分解水合物具有良好的促进作用,其中纳米钡铁氧体效果最显著。

添加二硼化铪提高聚晶金刚石复合片耐热性能的研究

聚晶金刚石复合片(PDC)被广泛应用于地质钻头及油气井钻头,改进耐热性对于提高其工作性能非常重要。本研究旨在探究添加二硼化铪(HfB_(2))对聚晶金刚石复合片耐热性能的影响,并通过X射线衍射和扫描电子显微镜对高温高压制备的PDC进行了物相和微观结构分析。研究结果表明,随着HfB_(2)添加量的增加,HfC相的比例逐渐增加。对PDC的热膨胀测试表明,添加0.1 wt.%HfB_(2)的PDC样品,其耐热性显著提高;但超过0.1 wt.%的添加量不会进一步增强其耐热性,而是减小了总体热膨胀值。因此,HfB_(2)的最优加量为0.1 wt.%。

矿山排土场边坡植被恢复过程中土壤团聚体稳定性机制

以矿山排土场边坡为对象,应用Le Bissonnais法(LB法)分析不同坡向、坡位和恢复年限对土壤团聚体稳定性的影响,研究团聚体破坏机制。结果表明,在LB法的快速湿润、慢速湿润和预湿后扰动3种处理下,排土场边坡土壤粒径以>2 mm团聚体为主。土壤团聚体稳定性从坡上到坡下逐渐增强,阴坡好于阳坡,随着恢复年限增加而增强。根据相对糊化指数和相对机械破碎指数,黏粒膨胀对土壤团聚体的破坏较小,而消散和机械外力作用是团聚体破坏的主要原因。所以,应降低暴雨及耕作等外力对土壤团聚体的破坏作用,提高土壤结构的稳定性,促进矿山生态恢复。

吉林省东部山区乡村景观营建方法研究

2017年,党的十九大报告提出实施乡村振兴战略。乡村景观营建是推进乡村振兴的重要任务,其在改变乡村景观面貌、改善乡村人居环境、传承乡村乡土文化、促进乡村产业发展等方面发挥越来越重要的基础性作用。基于乡村振兴战略背景下乡村景观营建的现实需求,根据吉林省东部山区乡村实际,提出了内容系统性、格局生态型、过程控制性和利益共生性“四位一体”的乡村景观营建方法,以期为吉林省和国内其他地区乡村景观的营建提供有益借鉴。

苯乙烯装置乙苯脱氢催化剂结块原因分析

某苯乙烯装置乙苯脱氢催化剂长期使用后发生结块现象。为探索乙苯脱氢催化剂结块原因,开展了溶解性实验及焙烧实验,采用X射线荧光光谱法测试分析结块成分。实验结果显示:结块催化剂表面的白色固体溶于水;800℃下焙烧4 h后沉积物仍然存在,且小的块状颗粒质地坚硬、不易破碎;该白色固体为含钾物质。该装置乙苯脱氢催化剂板结成块是催化剂在长期使用过程中钾的迁移和聚集导致的。该研究可为生产中减少乙苯脱氢催化剂结块提供一定技术参考。

产学研合作的工科毕业设计模式探索

工科生毕业设计选题问题一直是项难题,教师出题纠结于无实用性课题;学生苦于无明晰的研究对象。这样一来,毕业设计无法起到检验学生在知识储备、动手能力、解决工程实际问题的能力等方面是否足够优秀的作用。为此,本文就产学研合作的毕业设计模式进行探索,希望为以后研究工科生的毕业设计模式教育工作者提供一些参考。

基体界面形状对PDC残余应力数值模拟研究

针对深层、超深层钻进对PDC钻头的长寿命、高效率的需求,设计了一种新型界面结构形状的PDC,并分别对常规平面界面型PDC及新型界面结构PDC进行了残余应力分布数值模拟研究和热处理评估。研究结果表明,新型界面结构PDC与平面界面PDC相比,聚晶金刚石层表面中心的压应力从1645 MPa减小到1068 MPa,边缘部分的最大拉应力从435 MPa减小到238 MPa,边缘拉应力区域从3 mm减小至2 mm左右,最大剪切应力从边缘转移到金刚石层内部区域,PDC轴向界面边缘处最大拉应力从744 MPa减小至254 MPa。经800℃热处理后平面界面PDC可见明显的脱层及聚晶层碎裂现象,而新型非平面界面结构PDC在800℃以及900℃热处理下仍未发生脱层现象,聚晶层也无明显热裂纹,表明新型界面结构PDC的热稳定性明显提升。该研究可为提升PDC钻头使用寿命和钻进效率提供结构设计借鉴。

Al_(2)O_(3)陶瓷发汗结构抗烧蚀性能研究

笔者应用光固化增材制造技术制备了具有485μm微孔、32.84%孔隙率的Al_(2)O_(3)陶瓷基体,并通过压力浸渗工艺将铝硅耗散剂致密地填充至陶瓷基体的微孔中,形成了Al_(2)O_(3)陶瓷发汗结构。研究结果表明:光固化增材制造成形的Al_(2)O_(3)陶瓷弯曲强度不小于216 MPa,弯曲模量不小于273 GPa,具有良好的力学承载能力;AlSi耗散剂与Al_(2)O_(3)陶瓷基体间存在界面反应,使得耗散剂致密地填充至陶瓷基体的微孔中;烧蚀过程中AlSi耗散剂从基体微孔中溢出并液化、气化,对于基体具有优异的保护作用,可以实现结构件1 800℃以上的烧蚀维形。

CVD金刚石条强化孕镶金刚石钻头的试验研究

本文将经过激光切割的CVD金刚石条镶嵌到传统的孕镶金刚石钻头胎体中,研制了一种新型的硬支点强化型金刚石钻头,以提高钻头在坚硬地层中的钻进效率和使用寿命。介绍了该新型钻头的设计及制造工艺,并进行了室内钻进试验。结果表明:与聚晶金刚石柱强化孕镶金刚石钻头相比,CVD金刚石条强化的孕镶金刚石钻头的钻进效率较高,达5.575m/h,且该钻头的磨损程度更小,使用寿命长。在钻进过程中更加稳定。

金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理研究

本文从理论上分析了金刚石绳锯的锯切轨迹及锯切机理 ,并对大理石和花岗石进行了锯切试验 ,以验证理论分析的结果。理论分析和锯切试验均表明 :(1)金刚石绳锯的锯切轨迹近似为圆的渐开线 ,锯切过程中单位长度绳锯对石材的压力、绳锯张紧力决定了该渐开线的形状 ;(2 )金刚石绳锯锯切线速度高 ,锯切过程中单颗粒金刚石施加在石材上的压力很小 ,不足以使石材产生体积破碎 ,切屑细小。其主要碎岩方式是赫兹破碎 (Hert zianfracture) ,通过高速磨削实现锯切。根据金刚石绳锯的碎岩机理 ,锯切时应适当控制绳锯拉力和绳锯线速度 ,选用耐磨蚀性好的金刚石和胎体 ,保证良好冷却 ,以提高锯切速度 ,延长绳锯寿命。

稀土强化金刚石-硬质合金复合凿岩柱齿的试验研究

采用添加镍、磷的低温活化烧结工艺 ,分别用不同含量的稀土化合物LaNi5和CeO2 作为添加剂进行了试验 ,研究了其对硬质合金、金刚石 硬质合金复合材料及由此构成的金刚石 硬质合金复合凿岩柱齿性能的影响。结果表明 :适量的LaNi5和CeO2 可显著提高硬质合金及金刚石复合材料的抗弯强度 ,但对硬质合金硬度的影响不大 ;适量的LaNi5可使金刚石复合材料的耐磨性有较大幅度的提高 ,而CeO2 的加入则有降低金刚石复合材料耐磨性的趋势。落锤冲击实验表明 :添加稀土元素的金刚石 硬质合金复合凿岩柱齿具有较好的抗冲击韧性 ,能够满足潜孔锤钻进的要求。稀土元素的作用机理主要是强化晶界、消除杂质。

PCBN基体孕镶金刚石复合材料的制备与性能研究

在5～6GPa、1400～1500℃、保温5min的条件下,以立方氮化硼粉末、多种黏结剂、镀钛金刚石颗粒混合制备出金刚石复合材料。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS)、拉曼分析仪(Raman光谱)以及耐磨性、显微硬度的测试设备等,对材料的组织形貌、物相成分、界面结合情况、力学性能等进行分析。实验结果表明:金刚石颗粒良好地分布在立方氮化硼基体中,两者界面结合牢固;在界面处生成的TiB2、TiC、AlN等陶瓷硬质相可提高复合材料的磨耗比、显微硬度、抗冲击韧性等物理力学特性。新材料的磨耗比相比于传统材料提高了37.64倍,维氏硬度大于40GPa(加载力10N),致密度达97%以上,耐热性达到1148℃,相比于传统PDC复合片的耐热性提高了28%～64%。

城市河道滨水景观更新策略研究——以白城市新开河一期景观设计为例

随着我国城市发展进入存量时代,国家层面提出了实施城市更新行动。城市滨水空间的更新成为改善城市景观与城市形象,提升城市活力与促进城市经济发展的重要途径。以吉林省白城市新开河一期景观设计为例,对河道现状进行分析,并从生态环境、城市活力、交通组织、文化特色4方面提出城市河道滨水景观的更新策略,以期为其他滨水地区景观更新提供有益借鉴。

孔底流场和温度场数值模拟与试验研究——以取心孕镶金刚石钻头为例

为提高金刚石钻头的钻进效率,采用数值模拟与试验的方法研究孕镶金刚石钻头孔底流场与温度场,以合理设计钻头结构,保证钻进过程中钻头具有良好的冷却和排屑能力,避免钻头底唇面温度上升过高造成其非正常磨损。结果表明:流场产生的横向压力对转向面水口壁的压力破坏作用较大;钻头与岩石接触面温度变化与水口数目有关,水口过多会导致单个水口的钻井液流量减少,降低水口处的热传导效率,冷却效果不足,从而造成钻头磨损。

纳米材料及其在碎岩工具材料中的应用前景

介绍了纳米硬质合金粉末的制备工艺、烧结方法及特性 ,以及国内外在制造高性能纳米硬质合金方面取得的主要成果。

冷组装铝合金钻杆螺纹副力学性能测试及失效分析

与传统的钢制钻杆相比,铝合金钻杆具有密度小、比强度高、无磁等优点,因此在深井与超深井钻井作业中具有较大优势。在实际使用中,铝合金钻杆两端需要通过钢接头之间的螺纹来实现拧卸钻杆,而铝合金杆体与钢接头还需要过盈装配以实现紧固连接。以液氮为冷源,对50 mm的7075铝合金钻杆管体与钢接头进行了"冷组装"过盈装配,铝合金管体与钢接头之间的过盈量分别为0.10、0.15、0.20 mm。对组装后两端带钢接头的铝合金钻杆分别进行了拉伸和扭转试验,评价了铝合金管体与钢接头连接的可靠性,对断裂试样的断口进行了宏观与微观分析,阐述了其断裂机理。结果表明,采用"冷组装"方式可以实现铝合金管体与钢接头的过盈装配,其中过盈量为0.15 mm时,带钢接头的铝合金钻杆综合性能较优,可以承受较大的抗拉强度极限和抗扭极限,其断裂方式为脆性断裂。

纳米WC弥散强化孕镶金刚石钻头

为提高孕镶金刚石钻头的钻进效率和使用寿命,将纳米WC引入到传统胎体配方。利用纳米WC的弥散强化作用,优化胎体配方及制备工艺,提高钻头工作层的物理力学性能,从而研制出强化型孕镶金刚石钻头。将其与传统钻头进行室内钻进对比试验。结果表明:将质量分数为2.5%的纳米WC添加到孕镶金刚石钻头的传统胎体配方中研制出的强化型钻头,其机械钻速提高了24.93%,使用寿命提高了28.91%,钻进过程更加平稳。

微波烧结技术及其在金刚石制品中的应用前景

综述了微波烧结技术在无机材料制备中的应用研究进展以及微波烧结的原理及优点，探讨了微波烧结技术在金刚石制品中可能的应用前景。