碳纤维及碳纤维布混凝土抗冻性及能量耗散试验研究

为探究碳纤维增强方式对混凝土材料抗冻性能及能量耗散影响规律,利用纵波波速仪以及电液伺服压力机获取冻融循环作用(0,25,50,75,100次)后四种混凝土(素混凝土、碳纤维混凝土、碳纤维布混凝土、碳纤维及碳纤维布混凝土)的纵波波速及力学性能,分析碳纤维增强方式、冻融循环次数对试件相对动弹性模量、峰值应力、能量耗散及损伤度影响规律。结果表明:①相较于冻融循环0次素混凝土,冻融循环25,50,75,100次试件相对动弹性模量降幅分别为8.21%、18.33%、30.44%、45.89%,冻融循环次数的增加使试件相对动弹性模量降低,碳纤维及碳纤维布均能减缓试件相对动弹性模量降幅;②冻融循环次数的增加使四种不同混凝土试件峰值应力均呈降低趋势,碳纤维及碳纤维布不仅能够增强试件强度,还能够增强其抗冻性,且两者组合时对试件的提升效果最佳;③相较于未冻融试件,冻融循环25,50,75,100次时弹性变形能降幅分别为3.87%、7.63%、9.67%、12.70%,耗散能降幅分别为10.42%、21.97%、30.16%、41.60%,冻融作用会使试件内部产生损伤,降低试件储能、耗能效果;④三种碳纤维混凝土在达到峰值应力时对应机械损伤度值显著高于素混凝土对应机械损伤度值,碳纤维的增强作用能够有效提升混凝土材料吸能效果、延展性及抗冻性。

基于渐进损伤模型的热固性复合材料电阻焊接头强度的尺寸效应研究

研究了拉剪载荷下热固性复合材料电阻焊接头强度的尺寸效应,揭示了不同搭接尺寸对焊接强度和焊接界面渐进损伤行为的影响规律。为了研究焊接界面的渐进损伤行为,引入双线性内聚力单元,进而建立焊接接头的有限元模型,然后通过电阻焊接的拉剪试验验证了模型的准确性。在此基础上,建立了不同搭接尺寸的数值模型并对其进行研究。研究结果表明,增大搭接长度或者宽度可以提高接头结构的承载能力,但是当搭接长度较长时,在搭接区域边缘易发生翘曲失效,降低了接头单搭接剪切强度,而宽度则对接头的剪切强度影响很小。

鼠笼式电机转子钎焊模卡导条拉脱原因分析及解决措施

某型机车牵引电机鼠笼式转子端环与导条模卡钎焊外观检查合格后进行拉伸试验,部分端环-导条钎焊接头的导条从焊缝位置拉脱,不能满足抗拉强度要求。为解决该问题,通过渗透探伤和宏观检测发现端环内侧与导条的钎缝界面存在微裂纹、钎料填充不致密和分层等缺欠。端环-导条结构设计不合理以及钎焊高温持续时间不足是导致拉脱问题的主要因素。针对这两个因素提出了改进方案:端环槽深由6 mm改为4 mm、增加端环槽内侧45°倒角,冬季钎焊时450℃保温时间延长为90 s。改进后经拉伸试验验证,成功解决了导条拉脱的问题,保障了产品质量。

纯铝导体电阻钎焊工艺与接头性能

【目的】结合电机纯铝导体绕组用材质和接头结构型式,以及钎焊纯铝的固有特点,解决在大气中实现纯铝导体绕组电阻钎焊的技术难点。【方法】以Zn-Al合金为金属皮、氟氯酸铯钎剂为药芯,与钎料制造厂家共同研制了药芯焊片。以药芯焊片为预置钎焊填充材料,药芯焊条为手工辅助钎焊填充材料,电阻钎焊为钎焊接头连接方法,进行钎焊试验。结合电机绕组用纯铝导体线规和产品结构特点,设计了纯铝导体的钎焊搭接接头,钎焊后进行了目视检测、宏观金相、维氏硬度、面钎着率、拉伸性能、直流电阻和通电温升等检测。【结果】钎焊接头目视检测结果符合ISO 18279 B级要求,接头宏观金相线钎着率和接头搭接区面钎着率检测结果符合ISO 18279 B级大于等于80%的要求,接头钎缝的维氏硬度平均值为57.8 HV0.1,接头抗拉强度平均值60.59 MPa略低于母材抗拉强度平均值63.08 MPa,接头直流电阻平均值353.64μΩ略低于母材直流电阻平均值354.93μΩ,接头通电温升平均值117.2℃略低于母材通电温升平均值117.5℃。【结论】采用0.3 mm Zn-Al药芯焊片作为预置钎焊填充材料、同材质φ2.0 mm药芯焊条作为外围辅助填充材料,可实现大气中电机绕组用纯铝导体的电阻钎焊,钎焊接头的综合性能可满足设计和工艺要求。

SLM成形中粉末铺展行为的动态数值模拟

激光选区熔化中,粉床的成形会显著影响后续的工艺及最终产品的质量.试验采用离散元法(DEM),对SLM成形过程中的粉末铺展行为以及成形质量进行了动态数值模拟,从致密度和均匀性两方面研究了粉床质量的影响因素.研究结果表明,铺粉速度对粉床质量的影响很明显.铺粉速度、铺粉角度、刮板间隙高度、粉末粒度均对改善粉床的平均致密度和均匀性有着重要影响.铺粉速度越小,粉床质量越高,同时工作效率也越低.随着刮板间隙高度的增加,粉床致密度增大,粉床均匀性降到一个较低的值;粉床致密度随铺粉角度的增大而增大,然后减少,整个粉床的结构均匀性也有类似的变化趋势.增大粉末粒径会导致粉床致密度和粉床结构的均匀性降低.当铺粉速度0.1 m/s,刮板间隙高度90μm,铺粉角度15°,粉末粒径15μm时,粉床成形质量最优.

基于多参数磁共振瘤周区域的影像组学模型在脑胶质瘤预后评估中的应用价值

目的评估基于脑胶质瘤瘤周区域建立的影像组学模型的预后价值。方法回顾性分析138例脑胶质瘤患者,运用医学影像工具包(MITK)软件获取距离肿瘤边缘5、10、20 mm瘤周区域的核磁共振成像(MRI)图像并提取其纹理特征、进行特征筛选、建立影像组学模型,并计算影像组学分数(Rad-score)。建立临床预测模型及Rad-score与临床危险因素相结合的联合预测模型;将联合预测模型以列线图展示,并评估模型对脑胶质瘤患者生存率预测效能。结果在验证集中,基于T2加权像(T2WI)序列距肿瘤边缘10 mm瘤周区域建立的影像组学模型一致性指数(C-index)为0.663(95%CI=0.53~0.80),预测效能最佳。在训练集和验证集上,联合预测模型的C-index分别为0.770和0.730。模型对脑胶质瘤患者3年生存率的预测效能最高[训练集受试者工作特征曲线下的面积(AUC)=0.93,95%CI=0.83~0.98;验证集AUC=0.88,95%CI=0.76~0.99],校准曲线显示在训练集和验证集中联合预测列线图具有较好的校准效能。结论基于术前MRI T2WI序列距肿瘤边缘10 mm的瘤周区域建立的影像组学预测模型与临床病理危险因素建立的联合预测模型可以更准确地预测脑胶质瘤的预后情况,其中对脑胶质瘤3年生存率预测效果最好。

不同激光功率下镁合金表面激光熔覆Ni60合金涂层的显微组织和磨损性能

为提高镁合金表面的耐磨性,利用5kW横流连续CO2激光器在AZ31B镁合金表面熔覆Ni60合金粉末,制备了无裂纹、气孔等缺陷的熔覆层。分析讨论了不同激光功率下熔覆层的显微组织和磨损性能。结果表明:熔覆层的显微组织为典型的枝晶状态,且随着激光功率的增加,枝晶尺寸增加;不同的激光功率下,熔覆层都由Mg、MgNi2、Mg2Ni3Si、Mg2Ni、Mg2Si和FeNi组成,但当激光功率增加时,Mg相含量逐渐减小,其它相含量逐渐增多。在枝晶细化和各种金属间化合物的共同作用下,熔覆层的显微硬度和耐磨性能都得到提高,且激光功率P=3 000W时,提高程度最大,即显微硬度提高了840%～1 102%,磨损失量是原始AZ31B镁合金的8.57%。

铝合金脉冲固体Nd:YAG激光切割及其对比试验

利用高功率脉冲固体Nd:YAG激光和空气等离子弧分别对4mm厚的5A06铝合金板材进行了切割试验。探讨了工艺参数对激光切割质量的影响,得出结论,激光功率、脉宽、频率和离焦量对切缝宽度影响较大,而切割速度、辅助气压的影响很小。通过光学显微镜和扫描电子显微镜观察分析切缝宏观形貌及微观组织,结果表明,激光切缝窄细平直,垂直度0.28mm,切面波纹浅,没有明显的热影响区;与空气等离子弧的切割效果进行对比,后者切缝较宽,大约是激光切缝的4倍,切面易氧化,波纹较深,且切割面有大量微裂纹存在。

镁合金激光加工技术的研究

在综述国内外镁合金激光切割、激光焊接、激光表面改性等技术的基础上,对镁合金的激光加工技术进行了研究。结果表明:激光切割AZ31B镁合金,切缝窄细平直,垂直度为0.05mm,切面波纹小且分布规律,热影响区不明显;激光焊接镁合金,焊缝成形好,气孔少,热影响区小;AZ31B镁合金激光熔凝处理后,晶粒得到细化,硬度和耐磨性都得到提高。

考虑相变的焊接十字接头残余应力的有限元数值分析

焊接残余应力是影响焊接质量的重要因素之一,焊接残余应力主要由热应力和相变应力组成。本文采用ANSYS软件,利用单元生死技术和热—结构耦合方法,模拟了十字接头的焊接及焊后冷却过程,计算分析了考虑相变的焊接残余应力的分布。研究结果表明:焊接过程中,熔池的温度最高,最高温度达到1 515℃;母材部分的温度最低,为室温20℃;随着与焊缝距离的增大,温度逐渐减小。考虑相变的十字接头焊缝和焊缝附近在平行于焊缝和垂直于焊缝两个方向的焊接残余应力均为压缩应力,且最大压缩应力位于焊趾处,约为-500 MPa,说明相变能够有效地降低焊接接头的残余拉伸应力,并且在一定的条件下产生焊接残余压缩应力。

AZ31B镁合金表面激光熔覆Ni60合金粉末组织及性能

利用5kW横流连续CO2激光器,采用预置粉末法对AZ31B镁合金表面进行激光熔覆Ni60合金粉末试验。利用光学显微镜,SEM,XRD,显微硬度仪,电化学腐蚀设备等仪器对熔覆层和基体的组织及性能进行了测试分析。结果表明,熔覆层与基体呈冶金结合,熔覆层组织为细小的树枝晶和等轴晶;XRD结果表明在熔覆层表面形成了Mg2Ni,Mg-Ni2等新相,熔覆层的显微硬度由HV45~50提高到HV150~350,约为基体的3~7倍。在3.5%(质量分数)NaCl的溶液中进行电化学腐蚀试验表明,熔覆层表面的自腐蚀电位较原始镁合金提高约0.379V,其抗腐蚀性较原始镁合金显著提高。

面向装备制造业培养卓越焊接工程师的探讨

文中阐述了国家卓越工程师教育培养计划的目的、目标和原则,论述了培养卓越焊接工程师对装备制造业的意义,介绍了太原科技大学焊接技术与工程专业现状,探讨了太原科技大学在培养卓越焊接工程师实践中的一些措施,如调整课程结构、优化课程体系、系列化教材建设、实践教学基地建设和建立国际焊接工程师培训基地等。

教师企业挂职锻炼以增强焊接工程师素质的实践

本文总结了焊接工程师培养现状及其对师资的要求，介绍了在企业挂职锻炼期间了解的装备制造企业的管理模式与发展战略、考察的现代装备制造企业的研发水平、参加的重大装备焊接工艺制定的过程、校企合作指导本科生毕业设计等工作内容。通过挂职锻炼，了解了焊接产业现状，深化了对焊接工程师的认识，培养了焊接工程师素质，加强了校企合作。认识到深入企业实践进行挂职锻炼对强化高校教师工程师素质具有重要意义。

镁合金表面等离子喷涂+激光重熔Al-Si基纳米Si_3N_4复合涂层

为了改善镁合金表面的性能,将等离子喷涂和激光重熔技术相结合,利用5 kW横流连续CO2激光器,在AZ31B镁合金表面进行了激光重熔Al-Si+1%nano-Si3N4等离子喷涂复合涂层的试验研究。通过扫描电子显微镜、能谱分析仪、X射线衍射仪分析了重熔层的组织、成分分布和重熔前后的物相及结合界面,用显微硬度仪和电化学工作站测试并对比复合涂层重熔前后的硬度和腐蚀性能。结果表明,等离子喷涂层经激光重熔后与镁基体达到了良好的冶金结合,在激光作用下,重熔层析出的金属间化合物AlN、Mg2Si及弥散的铝硅固溶体强化相有效提高了其显微硬度,最高值达到514 HV0.05,是基体的10倍。在析出强化相作用下,重熔层的耐蚀性得到明显提高,自腐蚀电流较喷涂层和镁基体降低一个数量级。

MR-T_(2)WI纹理分析评价盆底功能障碍性疾病耻骨内脏肌损伤的价值

目的探讨MR-T_(2)WI纹理分析评价盆底功能障碍性疾病耻骨内脏肌损伤的价值。方法选取94例已育女性T_(2)WI图像,其中54例盆底功能障碍性疾病患者为观察组,40例盆底功能正常者为对照组。使用ITK-SNAP软件在T_(2)WI图像获得耻骨内脏肌全域三维感兴趣区,使用A.K.分析软件提取纹理特征。使用Mann Whitney U检验、单因素Logistic回归和最小冗余最大相关(mRMR)特征选择方法进行特征筛选和降维,同时筛选临床风险因素,共同构建多因素Logistic回归模型,绘制受试者工作特征曲线(ROC),并计算曲线下面积(AUC)值。最后利用交叉验证评价模型效能。结果共提取了1219个纹理特征,去冗余后剩余7个纹理特征,其中wavelet_HHL_firstorder_Minimum AUC值最高0.87,一个临床特征Age,AUC值为0.84,其余特征的AUC值均大于0.75。将这些特征纳入多因素逻辑回归分析,建立联合预测模型,其模型敏感度和特异度分别为87%及98%,AUC值为0.96。结论MR-T_(2)WI纹理分析的部分定量参数可评价盆底功能障碍性疾病耻骨内脏肌损伤,有助于临床诊疗。

高强钢焊接研究现状

高强钢具有高强度、高韧性的优点,被广泛用在液压支架、汽车车壳上,其焊接性被国内外学者广泛关注及研究。介绍了高强钢中厚板焊接时的难点,讨论了目前国内外不同焊接方法、焊接参数及焊材匹配等因素对焊缝性能的影响,并分析了焊接时易出现的各种缺陷,提出了相应的预防措施。

激光立体成形技术的发展及应用

激光立体成形是3D打印技术的一种,主要用于形状复杂的高性能零件的制备。介绍了激光立体成形技术的原理,讨论了激光立体成形技术的研究现状,介绍了该技术在应用中存在的一些问题。

Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金激光熔凝的热效应模拟

为了研究激光增材制备非晶合金过程中熔池和热影响区的成形机制,利用有限元软件ANSYS,对激光增材制造技术的基础过程-激光快速熔凝Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的热效应进行了数值模拟分析。结果表明,激光单点熔凝时,熔池的平均冷却速率为6.3×10^4K/s,热影响区的平均冷却速率为1.4×10^4K/s,远高于Zr65Al7.5Ni10Cu17.5非晶合金的临界冷却速率1.5K/s,说明激光单点熔凝的热变化满足非晶合金的生长条件;激光单道熔凝过程中,熔池的平均冷却速率仍比较高,为2.11×10^2K/s,但热影响区的平均冷却速率较低,为74K/s,且热影响区会产生弛豫累积,可能造成一定程度的晶化。此研究为激光增材制备非晶合金材料提供热效应的理论基础。

相变温度对焊接残余应力影响的有限元模拟分析

利用有限元分析软件ANSYS模拟了考虑相变的受刚性拘束的焊缝金属和十字接头的应力变化过程,讨论了相变温度在室温至800℃之间的9种不同材料的残余应力,并分析了相变温度对焊接残余应力的影响。模拟结果表明:在相变作用下,随着相变开始温度的降低,焊接结构中的残余拉伸应力逐渐减小,甚至可以转变为压缩应力;相变开始温度为300℃左右时,十字焊接接头的残余压缩应力值最大。

基于临床病理及常规和功能MRI影像组学模型预测乳腺癌腑窝淋巴结转移

目的评估基于临床病理及常规和功能MRI(fMRI)影像组学模型预测乳腺癌腋窝淋巴结(ALN)转移的价值。方法回顾性分析140例浸润性乳腺癌,按7∶3比例将其分为训练集(n=99)和验证集(n=41)。采用多因素Logistic回归分析分别建立基于临床病理及MRI特征的临床模型及各序列图像影像组学、联合序列影像组学以及临床病理及常规和fMRI影像组学的个体化模型,以受试者工作特征(ROC)曲线评价其诊断效能;比较个体化模型与临床模型曲线下面积(AUC)的差异,应用决策曲线分析(DCA)评估模型的临床获益。结果临床模型预测训练集和验证集ALN转移的AUC分别为0.95和0.88;T2WI、DWI、DCE-MRI模型及联合序列模型在验证集中的AUC分别为0.67、0.71、0.72及0.76。个体化模型在训练集和验证集中的AUC为0.98和0.93,与临床模型差异均无统计学意义(Z=1.56、1.34,P=0.12、0.18)。DCA结果显示阈值>0.25时,个体化模型的净受益高于临床模型。结论基于临床病理及常规和功能MRI的个体化模型预测乳腺癌ALN转移的效能与临床模型相当,其净受益高于后者,且均优于单一序列模型。