铝合金搅拌摩擦焊接头缺陷及焊件结构问题控制策略的研究进展

搅拌摩擦焊(Friction Stir Welding,FSW)是近些年发展起来的一种固态连接工艺,尤其适用于铝合金材料的焊接。概述了搅拌摩擦焊的局限性,主要包括接头处存在钥匙孔、焊缝减薄等缺陷及复杂结构铝合金难以焊接等问题。研究表明,通过工艺方法、流程及参量的优化能够对焊接接头缺陷和焊件结构问题进行有效控制。由此,归纳了铝合金搅拌摩擦焊接头存在的关键问题及解决策略,分析了每种工艺方法的适用对象及条件,包括摩擦塞焊(FrictionPlugWelding,FPW)、填充式搅拌摩擦焊(FilledFrictionStir Welding,FFSW)、回抽式FSW、静止轴肩搅拌摩擦焊(Stationary Shoulder Friction Stir Welded,SSFSW)、沉积式FSW、双轴肩搅拌摩擦焊(Bobbin Tool Friction Stir Welding,BT-FSW)和无倾角FSW。详细探讨了每种工艺的原理和机制,阐述了每种工艺的优缺点,重点介绍了工艺的参数优化调控、辅助设备的添加及工序的改进对修复接头组织与力学性能的影响。对铝合金搅拌摩擦焊的回顾总结,将为获得高质量搅拌摩擦焊接头,实现复杂结构件焊接提供参考依据。在此基础上,对铝合金搅拌摩擦焊现存问题及挑战的解决进行了展望。

固化淤泥土的力学特性试验研究

淤泥土具有高含水率,高压缩性,强度低等特点,工程建设中容易产生不均匀沉降等危险。为改善淤泥类土的力学性质,实现淤泥资源利用,选取工业矿渣为固化材料,以硅酸钠和氯化钙为激发剂,对淤泥土进行改良。通过开展无侧限抗压试验,分析矿渣、硅酸钠、氯化钙掺量和龄期变化对试样力学性能的影响。结果表明:矿渣在激发剂的作用下能显著提高淤泥土的强度,其强度随矿渣掺量近似呈线性增长的趋势。硅酸钠对矿渣的激发效果明显优于氯化钙,其临界掺量为9%;氯化钙对强度并无明显增长,甚至表现出负面效应。基于试验数据建立固化淤泥土强度预测模型,可以对固化淤泥土的无侧限抗压强度进行准确预测。研究成果为矿渣固化淤泥土的工程应用提供试验基础。

基于电弧的多能场复合增材制造技术研究现状

增材制造主要分为激光增材制造技术、电子束增材制造技术和电弧增材制造技术。相较于其他增材制造技术和传统加工方式,电弧增材制造技术具有成形速度快、成本低、材料利用率高,以及成形件化学成分均匀且性能优良等优势,被广泛应用于大型金属零件制造。电弧增材制造因具有多样化的应用方向,可以满足不同标准零部件的加工制造,已经逐步成为当下主流的零部件加工技术。主要介绍了单一热源(如钨极)气体保护增材制造技术、等离子弧增材制造技术、熔化极气体保护增材制造技术、冷金属过渡增材制造技术和多能场辅助电弧复合增材制造技术,包括磁场-电弧、激光-电弧和电场-电弧等复合增材制造技术等。从宏观形貌、微观组织和力学性能3个角度出发,分析了工艺参数或工艺自身特性对增材制造成形件宏观形貌的影响,讨论了成形件显微组织演变机制及其力学性能,同时提出了单一热源与多能场辅助电弧增材制造技术在现阶段存在的问题,并给出了建议。

石灰改良红黏土导热系数影响因素及模型预测

导热系数是研究温度场的重要参数,基于石灰与红黏土酸碱互损随时间的演化,利用瞬态热线法导热系数仪,研究含水率、干密度以及龄期对石灰改良红黏土导热系数的影响,并建立经验函数和反向传播(back propagation,BP)神经网络预测模型。结果表明:石灰改良红黏土的导热系数随含水率的增加呈指数增长,随干密度的增加呈线性增长;在15%~27%含水率范围内,其导热系数平均增长53.87%;在1.25~1.65 g/cm^(3)干密度范围内,其导热系数平均增长87.06%;改良土导热系数随龄期的增加呈指数降低,降低速率逐渐减小,最终趋于稳定的趋势,在龄期90 d范围内,导热系数平均降低16.6%。经验证分析,两种模型的整体误差均小于10%;可以很好地描述石灰改良红黏土的导热系数随影响因素的变化情况。该规律以及模型可以为相同土样进行石灰改良提供参考。

搅拌摩擦固相修复技术研究现状及发展方向

金属结构件在生产和使用过程中易出现裂纹、孔洞和沟槽等缺陷,搅拌摩擦焊具有热输入量小、焊接变形小和焊接效率高等优点,在金属材料修复领域具有巨大的发展潜力。首先总结了搅拌摩擦焊修复的修复性能和特点。由于搅拌摩擦焊修复仅能修复裂纹及体积较小的沟槽等缺陷,对于其他类型缺陷难以有效修复。针对搅拌摩擦焊修复的局限性,介绍了基于搅拌摩擦焊原理的搅拌摩擦点焊修复和搅拌摩擦增材修复。搅拌摩擦点焊修复分为回填式搅拌摩擦点焊修复、填充搅拌摩擦焊修复和摩擦塞焊修复,主要用于匙孔等孔洞类缺陷的修复。阐述了各类搅拌摩擦点焊修复的工作原理、修复接头性能和强化方式,并对比分析了各类工艺的不足之处。搅拌摩擦增材修复分为复合增材修复和增材搅拌摩擦沉积修复,主要用于大面积、大体积类表面缺陷的修复,论述了各类搅拌摩擦增材修复的作用机制、沉积层性能和工艺特点。最后对搅拌摩擦点焊修复和搅拌摩擦增材修复存在的问题及未来发展方向进行了展望。

氯代烃污染深层土壤细菌群落结构及组装机制

为研究氯代烃污染土壤中细菌群落结构特征和组装机制,在某氯代烃污染场地不同污染区域采集2~10m范围内非饱和带土壤,基于高通量测序技术分析了细菌群落结构,揭示了群落结构变化的主要驱动因子、环境影响因子及组装机制.结果表明:轻污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是土壤类型,β多样性主要受物种替换影响,贡献度为53.9%,群落组成与水溶性硫酸盐(R=0.61,P=0.0002)和总有机碳含量(R=0.42,P=0.0005)显著相关;重污染区细菌群落结构变化的主要驱动因子是污染程度,β多样性主要受丰富度差异影响,贡献度为52.9%,群落组成与三氯乙烯(R=0.17,P=0.0425)、三氯甲烷(R=0.22,P=0.0375)、水溶性硫酸盐(R=0.36,P=0.0074)、总有机碳(R=0.29,P=0.0168)、全氮(R=0.20,P=0.0130)含量显著相关.氯代烃胁迫降低了大多数物种的生态位宽度和生态位重叠指数,但适应性物种除外,最终导致变形菌门(Proteobacteria)的丰度增加,放线菌门(Actinobacteriota)、厚壁菌门(Firmicutes)和绿弯菌门(Chloroflexi)丰度出现降低.在污染物浓度较低时,菌群组装以随机性过程为主,贡献度为65.6%,污染物较高时,随机性过程下降为27.7%,组装由确定性过程主导.

低温耐盐芘降解菌的筛选鉴定及降解特性研究

低温条件(10℃)下,采用定时定量转接、间歇式逐步提高PAHs浓度的方法,从天津滨海湿地石油污染土壤中获得能以多环芳烃芘为唯一碳源和能源生长的菌群H和纯化菌株DYC-1,经生理生化和16S rDNA基因序列BLAST对比结果分析,菌株DYC-1属于红球菌属(Rhodococcus)降解特性分析结果表明,10℃低温条件下,红球菌DYC-1与菌群H降解能力相似,对20mg/L芘的15d降解率达到35%以上;红球菌DYC-1具有较好的耐盐能力和较广的降解底物谱,菌株DYC-1的最优降解条件为:低温10℃,盐度2%的条件下,在PH8,摇床转速为110r/min,接菌量为5%时,对于初始浓度为20mg/L的芘能达到35%以上的降解率.

基于响应面法优化一株低温耐盐芘降解菌共代谢条件的研究

为了提高低温耐盐芘降解菌DYC-1的共代谢降解率,在已获悉菌株降解最优pH值、初始浓度、摇床转速和接菌量的情况下,利用Plackett-Burman实验设计筛选出影响菌株DYC-1降解PAHs芘的3个外加碳源显著影响因子为葡萄糖、水杨酸和菲,用最陡爬坡实验逼近3个因子的最大响应区域,采用Box-Behnken实验设计及响应面法分析,确定其最优共代谢条件为:葡萄糖225.83mg/L,水杨酸112.10mg/L,菲198.06mg/L;在此条件下培养10d,芘降解率可达到50.69%,相对于不加共代谢底物时提升了23.14%.表明响应面法对菌株共代谢条件的优化合理可行.

红球菌BAP-1对荧蒽的跨膜运输过程

利用同位素示踪法对红球菌BAP-1跨膜运输14C-荧蒽的过程进行了研究.结果表明在有ATP抑制剂Na N3的存在下,红球菌BAP-1细胞膜内所结合的14C-荧蒽含量几乎无变化.结合对微生物体内包涵体的观察,说明当有ATP抑制剂存在的情况下,荧蒽无法通过细胞膜进入到微生物的体内.这表明若是荧蒽无法通过跨膜运输进入到红球菌细胞内,就不能得到有效的生物降解.在不同的底物浓度条件下,微生物对14C-荧蒽的跨膜运输过程是主动运输过程;在一定底物浓度条件下,菌体膜结合污染物的量会在一定的条件下达到饱和.结合米氏方程分析了红球菌BAP-1对14C-荧蒽的跨膜运输动力学过程,结果表明底物14C-荧蒽与微生物之间一直保持较高的亲和力,较高的亲和体系有助于跨膜运输过程的顺利进行.

入院血糖水平对STEMI患者行急诊PCI术后心功能的影响

目的分析入院血糖水平对急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)行急诊经皮冠状动脉介入术(PCI)后患者心功能的影响。方法选取180例行急诊PCI术后的STEMI患者,根据入院患者血糖水平及既往有无糖尿病病史将患者分为3组,A组(58例):血糖<7.0 mmol/L(无糖尿病病史);B组(65例):血糖为7.0~11.1 mmol/L(无糖尿病病史以及应激性血糖升高);C组(57例):血糖≥11.1mmol/L(有糖尿病病史)。观察3组患者的心功能情况,主要包括B型脑钠肽(BNP)水平、左室射血分数(LVEF)和心功能Killip分级。结果血糖升高组B组及C组较A组患者BNP水平升高(P<0.05),LVEF降低(P<0.05),心功能Killip≥2级的比例升高(P<0.05);C组较B组患者BNP水平升高(P<0.05),LVEF降低(P<0.05)。结论入院血糖水平升高对行急诊PCI术后STEMI患者心功能下降有预测价值。

工业机器人手眼视觉伺服控制系统设计

针对手眼视觉伺服系统中,传统图像雅克比矩阵存在参数难确定、目标运动不确定等问题,提出在线估计复合图像雅克比矩阵的视觉伺服方法。通过Kalman滤波器在线估计复合图像雅克比(Jacobian)矩阵,基于Lyapunov原理设计了视觉伺服控制器,实现了图像特征误差渐进收敛和运动目标的稳定跟踪。平面二连杆机器人仿真分析验证了所提算法的有效性。

一株耐高温产纤维素酶芽胞杆菌的筛选鉴定及其液体发酵条件优化

以获得耐高温纤维素酶菌株为目的,以育苗基质中农业生物质废弃物为原料,通过在发酵高温期(≥50℃)取样进行菌种筛选,结合菌株形态特征、生理生化指标及16S rDNA进化树分析结果,菌株E鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。使用优化后的培养基,通过单因子试验方法对产酶条件进行优化,确定菌株E的发酵最优条件为培养温度50℃、时间48 h、初始pH值6.0、装液量100 mL、接种量2%~5%(体积分数),在该条件下发酵液OD值及酶活性达到最高。研究结果为生产生物活性育苗基质及农业废弃物资源化利用等研究提供参考。

轴孔装配工业机器人RBF自适应鲁棒控制

在工业生产装配中,特别是在插孔作业操作中容易产生"卡阻"现象,严重时还会损坏机器及零部件。针对这一问题,采用力/位混合控制法,通过对插孔作业中的"卡阻"现象进行受力分析,得到力和位置的关系,设计一种柔顺RBF神经网络鲁棒自适应控制器,从而避免出现"卡阻"现象。

红球菌跨膜运输荧蒽的差异膜蛋白分析

提取不同时间荧蒽诱导下红球菌BAP-1分泌的膜蛋白,利用同位素标记相对和绝对定量技术(iTRAQ技术)结合液相二级质谱对差异膜蛋白进行聚类以及生物信息学分析.旨在从蛋白质层面上研究红球菌BAP-1跨膜运输荧蒽过程中起关键作用的膜蛋白种类及其作用机制.结果共鉴定到172个差异膜蛋白.通过差异膜蛋白的COG和GO功能分析,发现荧蒽的加入主要影响了红球菌BAP-1细胞膜上与能量、转运相关的膜蛋白.ABC转运蛋白和TonB依赖转运蛋白作为微生物主要的载体蛋白对BAP-1跨膜运输荧蒽起到了重要作用.过氧化氢酶和超氧化物歧化酶在第6d有一个显著上调,作为抗氧化防御机制来保护微生物.各种膜蛋白在不同阶段发挥着各自作用,这些蛋白共同组成蛋白互作网络调控红球菌BAP-1的跨膜运输过程.

飞来峡库区临时蓄滞洪区洪水风险分析

以飞来峡水库为研究对象,构建了一维、二维以及水力学耦合模型,研究不同年型与频率洪水对临时蓄滞洪区淹没的影响。采用“62·8”和“82·5”两场年型洪水率定模型参数,利用2006年7月和2008年6月两场历史洪水实测资料进行模型验证。经率定与验证,模型成果合理可行。以北江流域发生的两场典型洪水“62·8”和“82·5”设计重现期为300年、200年、100年和50年共8种不同工况,统计其沿程典型断面最高水位、蓄滞洪区淹没面积及洪峰抵达时间,并基于DOM及DEM叠加图统计的库区人口与房屋调查数据,分析4处临时蓄滞洪区的淹没风险。结果表明,飞来峡水库在防御50年一遇以上洪水时,库区临时蓄滞洪区将遭受不同程度淹没影响,亟待加强工程措施与非工程措施以减轻洪水灾害风险。

基于力/位混合控制的工业机器人精密装配研究

为解决精密装配过程中轴/孔倾角引起的卡阻等装配失败问题,提出了一种新的力/位混合控制策略。根据精密装配过程的特点,借助六维力传感器测量工业机器人夹具末端装配轴所受的力/力矩信息,提出了新的力/位混合控制策略,并对力/位混合控制策略中的选择矩阵进行了改进,使切换过程更平滑。创建精密装配仿真实验平台进行实验,结果表明,所提出的力/位混合控制策略能够消除轴/孔倾角引起的卡阻等装配失败问题,能够可靠完成轴孔装配。

太湖流域直播水稻田水量平衡分析与径流污染负荷研究

为准确、方便地分析水稻田水量平衡关系及研究水稻田非点源污染负荷,本文采用基于降雨-水位原位观测方法(方法一)和基于降雨-水位的灌溉、产流识别方法(方法二)对太湖流域直播试验水稻田进行水量平衡分析和径流污染负荷计算。通过水稻田水位变化数据计算得到水稻田生长季总蒸散发和渗漏损失为1 087.2 mm。根据水量平衡原理,方法一、方法二计算的水量亏损值分别为18.1、81.8 mm,分别占入流总量的1.4%和6.0%,方法一在试验点水稻田水量平衡分析中更准确。应用方法一计算得到水稻田灌溉水量为866.9 mm,入流总量为1 330.6 mm,径流总量为303.2 mm。两种方法计算的灌溉水量相近,方法二可用于灌溉水量的对比分析。水稻田径流污染负荷计算中,应用方法一计算得到TN、TP输出系数为9.18、0.45 kg·hm^(-2),在合理的范围内。应用方法一进行水稻田水量平衡分析和非点源污染负荷核算具有较好的准确性和适应性。

Biodegradation Mechanism and Technology of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons

Polycyclic aromatic hydrocarbons are a class of potentially hazardous chemicals of environmental and health concern.PAHs are one of the most prevalent groups of contaminants found in soil.Biodegradation of complex hydrocarbon usually requires the cooperation of more than single specie.This paper reviews the existing screening methods of PAH-degrading bacteria.It studied the mechanism and technical applications of the cometabolism in PAHs.Author gives the suggestions and prospects in Biodegradable trend of PHAs.

共代谢条件下荧蒽降解菌的差异蛋白质组学分析

以课题组筛选出的多环芳烃高效降解菌--蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)DQ01菌株为研究对象,以荧蒽为目标污染物,以牛肉膏蛋白胨培养基(LB培养基)为共代谢基质,基于同位素相对和绝对定量技术(iTRAQ)比较细菌在无机盐培养基(MSM培养基)和MSM-LB培养环境中降解荧蒽的全蛋白表达水平,旨在揭示蜡样芽孢杆菌在共代谢过程中分子代谢水平上的变化.结果共检测到64个差异表达蛋白质,其中上调表达的蛋白质有28个,下调表达的蛋白质36个.鉴定到差异蛋白的功能集中在代谢、应激反应、信息传递和调控等方面,同时对比KEGG通路富集分析的结果,也显示细菌有关能量代谢和信息传递、调控的通路产生的变化.比较细菌在是否处于共代谢下的差异蛋白表达,推测细菌在降解多环芳烃过程中的关键环节是小分子代谢和适应外界环境的通路.

基于平台的科技资源共享服务范式演进机理研究

围绕科技创新与科技资源开放共享的发展需要,运用探索性案例研究方法,以上海研发公共服务平台为典型案例,通过回顾其发展历程,探究基于平台的科技资源共享服务范式演进机理。研究表明,面向日益复杂的科技创新需求与战略性新兴产业发展的现实需要,随着科技资源共享平台的不断发展以及科技资源共享服务体系的不断完善,科技资源共享服务范式遵循了"共享服务1.0(综合性基础式服务)→共享服务2.0(专业化集成式服务)→共享服务3.0(生态化智能式服务)"的演进路径,并在政府规划引导力、市场需求牵引力以及服务创新驱动力的协同作用下,有效推动了共享服务的循序升级与持续供给。本研究旨在为充分提高科技资源利用率、加快促进科技资源共享平台服务升级与发展提供理论指导和决策参考。