贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)MCCC 1A15695抑菌蛋白分离纯化及应用研究

对虾“玻璃苗”病的暴发,会导致对虾幼苗大批死亡,给水产养殖带来巨大损失。利用本实验室最近鉴定的“玻璃苗”致病菌副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)vp-HL,从海洋来源芽孢杆菌中筛选拮抗菌,获得一株能够高效抑制vp-HL菌株的贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)MCCC 1A15695。经分离鉴定与活性测定,其有效抑菌物质为蛋白类,该蛋白抑菌谱较广,对包括多种弧菌病原在内的17种病原微生物有抑制作用。经Q Seharose Fast Flow阴离子柱层析、聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)及液相色谱-质谱联用技术(LC-MS)分离纯化鉴定,确定活性蛋白组分中的有效抑菌物质为枯草杆菌素(subtilisin)、未知蛋白(hypothetical protein)及α-淀粉酶(Alpha-amylase)。蛋白类物质具有高生物安全性,本研究为后续益生菌的开发利用提供了理论基础。

大型航空热锻模增材复合制造修复技术及应用

为了提高大型航空热锻模的服役寿命、降低其制造成本,将电弧熔丝增材制造技术应用于大型航空热锻模的再制造修复。首先,利用数值仿真技术得到模具在服役时的温度场和应力场,并根据其分布状态设计了模具的三层梯度结构,实现原模具基体上覆盖少量具有较好高温红硬性材料的目的,进而在降低模具再制造成本的同时提升模具寿命。其次,针对三层结构中的过渡层和强化层,分别设计了铁基和钴基材料。分析表明在室温下过渡层材料的强度最高、硬度最大、塑性最差,强化层材料在室温下的塑性和强度都略高于基体材料;在650℃高温下,强化层材料的强度最高,并且显著高于过渡层材料和基体材料。这种分层材料的设计,能够保证模具在服役时候表面强化层在高温下能够抵抗磨损和塑性变形,而过渡层温度较低又能提供强有力的强度支撑。最后,对某钛合金一梁大型锻模、超高强度钢起落架大型锻模进行了再制造修复验证,经多批次生产的考核验证,比传统方法制造的模具寿命提高了数倍,再制造锻模未出现裂纹、塑性变形等缺陷,表面层保持良好,变形量较原5CrNiMo模具小得多。

某汽车覆盖件冷切边模具激光熔覆表面强化材料研究

为提高冷冲压模具寿命、降低模具制造成本,提出了铸钢基体表面激光熔覆耐磨层的模具制造技术。首先,设计了3种激光熔覆材料并制定了相应的激光熔覆工艺参数,使用激光熔覆设备将这3种材料在45铸钢基体上进行激光熔覆实验。随后,对熔覆试样进行了物相和金相分析,分析结果表明:第1种材料熔覆层中主要存在α-Fe、Fe-Cr金属间化合物、Fe-Ni固溶体和Ni-Cr-Fe固溶体等,形成固溶强化,提高了熔覆金属的硬度;第2种材料熔覆层主要含有马氏体、析出相Fe-Cr、FeV、MnV等,马氏体的硬度和强度均得到较高,同时晶界上的析出物具有弥散强化效果,提高了材料的硬度和强度;第3种材料熔覆层主要含有马氏体、Cr_(7)C_(3)和Mn_(23)C_(6)等相,该材料的微观组织具有网状结构,网状晶界的碳化物包裹马氏体,提升了材料的硬度和强度。最后,对3种材料进行了显微硬度、摩擦因数及耐磨性的综合分析,确定第3种材料熔覆层的显微硬度最大、耐磨性最好、摩擦因数最小。将第3种材料熔覆于某冷冲压切边模具刃口上,可以显著提高模具寿命。

红树林混合菌群协同降解偶氮染料活性黑5脱色性能研究

通过对福建省龙海市海门岛红树林保护区的近海沉积物样品进行富集驯化,得到了能够协同降解偶氮染料活性黑5的混合菌群HMD9-Q7。经过生化试验和16SrDNA序列分析,鉴定该混合菌群主要由越南蔷薇菌(Rossellomorea vietnamensis)、转化异源物食烷菌(Alcanivorax xenomutans)和近海生微泡菌(Microbulbifer maritimus)组成。与单一菌株相比较,混合菌群具有显著的脱色效果,可能因其菌株之间存在着相互协同促进作用。该混合菌群对含20~100 mg/L浓度的活性黑5均产生脱色作用。混合菌群HMD9-Q7可以广泛利用外加碳源和氮源,如葡萄糖、硝酸铵、牛肉膏等;NaCl浓度在5~30 g/L范围内都可对活性黑5进行脱色;在pH 7和温度30℃条件下脱色率最高。在最优条件下,该混合菌群在60 h内对活性黑5的脱色率可达到85%~90%。该新型混合菌群主要通过生物降解途径来实现对活性黑5的脱色。随着降解反应的发生,活性黑5的最大吸收峰逐渐变小直至完全消失,降解产物吸收峰位于近紫外光区。

复杂型腔锻模电弧增材再制造分层切片方法

为解决复杂型腔热锻模具自动化电弧增材再制造过程中分层切片过程效率低和效果差等问题,提出了一种改进的切片方法.首先,针对STL模型的结构特点,设计了Point,Triangle和STLModel三个类对模型的数据进行存储,在类中定义了处理和操作数据的方法;从提高操作效率的角度出发,提出了一种先求三角形与切平面交点并通过法向量判断交点的起始顺序,进而通过遍历起点和终点数组来创建轮廓多边形环的复杂型腔锻模分层切片算法.然后,引入了提高轮廓多边形精度的插值拟合修复算法,推导了轮廓顺逆判据的一般公式并构建了离散多边形的计算式.最后,以失效的曲轴热锻模具为例,进行了分层切片处理和增材制造过程模拟仿真和实验,验证了分层切片算法的可行性.

热锻模具自动化电弧增材再制造工艺

为解决采用人工堆焊修复曲轴锻模时,精确尺寸难以控制、加工余量大造成的焊材浪费和热锻模具组织性能的稳定性差等问题,提出了采用自动化电弧增材再制造技术代替传统的人工堆焊,充分发挥了失效热锻模具作为再制造基体的低成本优势和自动化电弧增材再制造的精确性优势。首先,制定了曲轴锻模自动化电弧增材再制造的流程,进而对待修复曲轴锻模进行了三坐标扫描及后续模型处理,获得了电弧增材填充部分的目标模型,并在自主研发的路径规划软件中进行了逐层的填充轨迹规划;然后,将填充轨迹转换为机器人指令文件;最后,对失效的曲轴锻模进行了电弧增材再制造试验,验证了整套方案的可行性。

电弧增材制造路径规划的多边形运算及填充方法

针对已有的电弧增材制造路径规划方法在应用于热锻模具等具有复杂截面轮廓,如内部有空腔或者薄壁结构的待修复目标模型时,存在边缘处阶梯效应、偏移轮廓出现退化边和编程复杂等问题,提出截面内部采用直线扫描填充算法、截面外部采用轮廓偏移填充算法的复合填充方式,使得内部填充均匀并且外部过渡平顺。针对轮廓偏移过程中经常出现的内外轮廓相交情况,提出了解决方案并重点讨论了多边形相交时的几何关系运算。最后,选取某失效曲轴锻模进行电弧增材制造修复实验,修复过程中填充路径使用复合填充方式,实验验证了新方法的有效性。曲轴模具修复结果表明,复合填充方式能够得到机械加工后不存在空隙、夹渣、裂纹等缺陷的模具。

汽车曲轴热锻模焊锻复合电弧熔丝自动增材制造工艺

为了提高曲轴模具的服役寿命和降低再制造成本,提出了焊锻复合电弧熔丝自动增材制造工艺,并开发了相应的软件和硬件系统。在该工艺中,曲轴模具的增材目标模型被分层切片和轨迹规划,并将锤击轨迹和焊接轨迹重合从而将每一道焊缝均进行焊后锤击。锤击分析表明,焊后锤击能够将焊缝残余拉应力矫正为残余压应力,提高焊缝的力学性能。自动增材制造工艺中模具被随形增材,而人工修复模具则采用满焊工艺,因此,自动增材制造工艺能够大幅节省材料大约50%以上,降低焊接时间50%以上。在服役8000件后,自动修复模具的压塌区域和压塌量显著少于人工修复模具,此外表面微裂纹的数量也得到了大幅降低,使得模具的服役寿命大幅提高。

Optimization of Clinching Tools by Integrated Finite Element Model and Genetic Algorithm Approach

Clinching is a convenient and efficient cold forming process that can join two sheets without any additional part. This study establishes an intelligent system for optimizing the clinched joint. Firstly, a mathematical model which introduces the ductile damage constraint to prevent cracking during clinching process is proposed.Meanwhile, an optimization methodology and its corresponding computer program are developed by integrated finite element model(FEM) and genetic algorithm(GA) approach. Secondly, Al6061-T4 alloy sheets with a thickness of 1.4 mm are used to verify this optimization system. The optimization program automatically acquires the largest axial strength which is approximately equal to 872 N. Finally, sensitivity analysis is implemented, in which the influence of geometrical parameters of clinching tools on final joint strength is analyzed. The sensitivity analysis indicates the main parameters to influence joint strength, which is essential from an industrial point of view.