陶瓷增强铝合金互渗相复合材料的半固态设计和成形

目的开发一种针对金属-陶瓷互渗相复合材料生产的高效方法,以提升该类材料在高温高负荷环境中的使用寿命和工作可靠性。方法采用数值扫描技术研究了半固态成形过程,以铝合金为金属成分、氧化铝开孔体为陶瓷成分,制备了复合材料。通过模拟2种腔体(开放式和封闭式)的金属陶瓷压铸成形过程模拟不同的模腔设计,详细分析了腔体内的压力水平及其分布情况,探讨了压铸温度、金属液相体积分数等参数对材料成形质量的影响。结果封闭模腔能够在成形过程中产生更加均匀的压力分布,有助于减少如气孔、未渗透区域等材料缺陷,并提高金属与陶瓷之间的互渗质量。与封闭模腔相比,开放模腔在控制材料均匀流动和确保渗透效果方面效果较差。结论采用封闭模腔的半固态成形工艺能显著提升金属-陶瓷互渗相复合材料的整体质量和性能,有效减少成形缺陷,为高性能金属-陶瓷复合材料的制备提供了一种有效路径。

浅谈省级一流课程《材料工程基础》教学改革与实践

《材料工程基础》是材料科学与工程专业的专业基础课,也是一门省级一流课程。基于二本院校学生的学情和培养目标,本课程存在教材内容理论偏多,实践较少,学生不善于主动思考问题且课堂互动性较差,及教师填鸭式教学,学生被动式听课等问题。本文从提出全新的CESPC的教学模式,调整教学内容,构建闭环教学路线,建立动态考核评价体系,创建独有的教学案例库等方面阐述教学改革与实践。

“五位一体”创新教学模式在材料科学与工程基础教学中的应用

材料科学与工程基础是材料学专业的一门重要的专业基础课。作者针对当前学生思维活跃,接受能力强,但理论基础较差,偏好实践性、互动性、多样性教学过程的现状,对该课程采取融合实物演示、趣味课堂活动、科研工具软件演示、趣味实践作业和实物激励法的“五位一体”创新教学模式,从而在课程教学中做到以学生为主体,注重与学生的互动,提升学生学习热情和兴趣,让重难点知识点变得通俗易懂,充满趣味,还有效锻炼学生的动手能力,提高学生思考创新能力,激发、巩固、提升学生对专业的学习兴趣和综合素质。

“工程材料及其成形技术基础”课程思政教学改革探索

在社会主义思想背景下,把“立德树人”作为教育的根本任务,明确了课程思政的关键要素:教师、学生以及思政元素对课程思政效果的影响。本文以“工程材料及成形技术基础”课程为例,结合课程内容特点,对各部分进行了经典案例思政融入的探索,挖掘了课程知识背后蕴含的家国情怀、责任担当、工匠精神、学习强国、创新意识等思政元素。实际课程教学在学生理论知识培养和思政水平提升方面有一定成效,能为其他机械类课程的“课程思政”教学提供启发。

颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形有限元模拟

目的建立可靠的模拟方法,以更高效地预测颗粒增强铝基复合材料(PRAMC)粉末热等静压中的形状变化和不同部位致密度的差异,解决传统实验试错方法适用性差且费时费力的问题,满足批量应用的需求。方法以45%(体积分数)SiCp/6092Al复合材料为研究对象,构建了能预测粉末热等静压成形过程的有限元模型。使用Gurson-Tvergard-Needleman(GTN)模型作为粉末本构模型,建立了粉末尺度的代表性体积单元(RVE)对GTN模型进行修正。结果通过对比GTN模型计算结果与实验结果,发现修正后的GTN模型能更准确地预测模型的最终变形尺寸,与修正前相比,相对误差降低了1.6%~2.9%。使用修正后的GTN模型对杯形回转体零件的热等静压成形过程进行预测,最终形状的计算结果与实验结果的相对误差仅为0.2%~3.1%,致密度分布的相对误差在0.5%以内。在探究包套厚度对热等静压过程的影响时发现,随着包套厚度的增大,热等静压过程中的屏蔽作用增强,内部粉体致密度下降。结论为PRAMC热等静压近终形制备的形状和致密度控制问题提供了有限元预测工具,辅助优化了热等静压工艺和包套设计,降低了颗粒增强铝基复合材料热等静压近净成形过程开发的试错成本。

《材料成形过程数值模拟》课程的案例型教学实践与持续改进

结合工程教育专业认证的持续改进要求,针对《材料成形过程数值模拟》课程理论性强、内容范围广、实践操作要求高的特点,推行案例型教学改革,通过导入企业工程案例、学校科研项目不断优化教学内容,通过引入企业工程师参与课程评价、反馈,不断完善评价方法。同时,与企业联合推进校企协同育人,将螺钉紧固件的热镦、热处理工艺等工程实际需求融入课程建设,促使教学内容更贴近材料成形“高精尖”制造业发展前沿,提高了工科专业仿真类课程培养学生解决复杂工程问题的能力。

“材料工程基础”课程思政的实践探索与评价

课程思政是高校思想政治教育的重要内容,“材料工程基础”作为材料类专业的重要基础课程,具有工程特性,蕴含丰富的思政内涵。基于课程专业知识和思想政治教育目标,通过挖掘和提炼具有鲜明专业特色的思政元素,将其融合于工程专业知识体系中,在课程思政目标设置、教学内容设计、教学方法优化及教学评价建立方面进行综合性教学改革,以提升教育教学质量,促进专业知识教学与思想政治教育的协同育人,培养综合素质优秀的材料和工程人才。

基于地方特色产业背景下《材料成形原理》教学模式探究

《材料成形原理》是材料成型及控制工程专业必修的专业基础课,课程内容丰富,包含铸造、焊接、塑性、塑料等专业知识,课程特点是知识点多、理论性强、抽象,导致学生学习有难度。针对本课程的特点,在新工科背景下,结合笔者高校所在地方的特色产业优势,从企业实训、课程案例、学科竞赛、科研成果、考核评价体系等方面探究课程教学模式的改革。通过课程改革,实现专业理论知识、产业真实案例的深度融合,提高学生专业课程学习兴趣、专业知识运用能力、分析解决问题能力,实现提高人才培养质量的目的。

泡沫成形法天丝纤维多孔缓冲材料的制备及其性能研究

本研究介绍了一种泡沫成形技术制备多孔缓冲材料的方法,同时利用聚酯纤维(PET纤维)和苯丙乳液增强天丝纤维缓冲材料,实现力学性能的改善。结果表明,当浆浓为3%,pH值=7,以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为发泡剂,纯天丝缓冲材料采用质量分数3%苯丙乳液增强,缓冲材料弹性模量可从37.30 kPa提升至116.12 kPa。当使用质量分数9%苯丙乳液增强时,控制天丝纤维与PET纤维(细度17 dtex)质量比为1∶1,缓冲材料弹性模量为46.99 kPa,密度为0.030 g/cm^(3),可保证缓冲材料轻质化的同时,提高回弹性。对缓冲材料进行崩解测试发现,纯天丝纤维缓冲材料和天丝纤维/苯丙乳液增强缓冲材料具有一定的可降解性。

金属材料成形基础课程思政融入教学的设计与实践

“金属材料成形基础”课程是机械类、材料类及近机类专业的核心课程之一,具有综合性、应用性和辩证性较强的特点,旨在培养学生初步应用金属材料、正确制定工艺过程、合理设计机械零件结构的能力。在教学过程中,基于理论与实践的紧密联系,教师将思想政治课的相关内容融入本课程教学过程,引导学生建立积极进取、勤奋合作、敢于创新的精神体系,树立正确的世界观、人生观和价值观,实现立德树人的教学目标。

材料工程基础课程教学改革探索

材料工程基础是集理论与应用于一体的综合性课程,将课堂理论教学与实际生产相结合,实施线上线下相融合的模式教学,并采用形成性评价机制,提高学生在课程学习中的参与度。结合实际,实施课程思政激发学生的爱国意识、专业信心和学习热情。

新工科背景下“材料工程基础”课程教学改革的思考

随着国家经济发展的新变化,为加快各行各业的转型升级进一步推动高质量发展,高等教育在人才培养模式以及人才培养目标面临巨大的挑战。作为材料化学专业的基础理论课程,学生对材料工程基础课程的学习效果尤为关键,特别是对于提高学生解决实际的工程问题至关重要。结合专业培养目标和就业方向,通过对材料工程基础课程的教学模式和教学内容的改革,能够有效调动学生的学习积极性,并且提高学生对于基础原理学以致用的能力。

激光焊接工艺对铜铝异种材料焊缝成形及力学性能的影响

文章对激光焊接工艺参数对铜铝异种材料焊缝成形及力学性能的影响展开分析,首先对激光焊接工艺参数的基本情况进行阐述,再通过试验的方式,分析工艺参数的合理性。试验主要从焊接速度、激光功率两方面分析其对焊接接头的影响。结果显示激光功率为1100W时,焊接接头剪切力达到最大值;焊接功率比焊接速度对焊缝熔宽和熔深的影响更大。

基础设施工程主要材料价格波动对工程造价的影响

近年来,基础设施工程所需的主要材料价格波动频繁,这不仅对工程进度和质量产生了影响,还对工程造价的准确性提出了挑战。本文将深入研究主要材料价格波动对工程造价的影响,并提出应对策略,以及为基础设施工程建设的顺利推进提供参考。

可持续建筑材料在大型基础设施工程中的应用研究

当前我国建筑领域对能源及资源需求量持续增加,无形中促使环境问题日益加剧,为实现环境保护,采用可持续建筑材料已成为必然趋势,也是满足社会及人们需求的一种建筑形式。可持续发展建筑目的在于利用融合先进的设计理念、施工以及材料选择,减少环境污染的同时高效利用资源。本文将从可持续建筑材料在大型基础设施工程中的应用方法进行研究,以此为推动社会走向可持续发展道路给予一定支撑。

OBE理念在《材料工程基础》课程教学中的实践研究

采用线上线下混合式教学模式,把以学生为中心,以产出为导向,持续改进的OBE教育理念融入《材料工程基础》课程授课之中,聚焦“新工科”建设内容,依据企业岗位需求构建课程目标,依据企业材料制备和加工需要的基础理论知识构建教学案例,使理论讲解与案例分析相结合,使之条理化、系统化。结果证明,融入OBE教育理念的混合式教学模式结合企业岗位需求的知识构建教学案例,能有效提高课程目标的达成度。并且这种教学模式遵循“两性一度”的金课标准,形成了教学的闭环,实现了教、学、做的有机统一,并融入思政元素,实现了立德树人。

《材料成形基础》课程考核方式改革研究——以材料成型及控制工程(模具设计)专业为例

课程考核是对教学效果的检验,有助于教学质量的提升,是应用型人才培养的重要环节。本文分析了《材料成形基础》课程教学与考核中存在的问题,探讨了课程考核方式改革的思路与方法,注重过程考核,考核内容多样化,督促学生扎实的掌握课程知识,有助于提高学生学习的积极性,培养学生的综合素质和创新能力,又能全面、公平、客观地评价学生。

“材料成形技术基础”和“实践-科研-比赛”融合式教学探索

“材料成形技术基础”是厦门工学院机械类相关专业的一门重要专业课。课程内容主要包括金属材料铸造成形工艺、锻压成形工艺、焊接成形工艺、非金属材料成形工艺以及快速成形工艺五部分内容。该课程的教学内容和企业实践结合度较高,因此应用性较强,是制造类相关课程的重要组成部分。针对“材料成形技术基础”课程传统教学方式方法单一、课堂案例陈旧、内容繁多且课时较少、内容和企业实践脱节、考核形式单一的教学现状,课题组采用“线上+线下”混合式教学模式和案例式教学方法展开教学,以学生学习目标和素质目标为导向,将课程的具体教学内容和实践、科研、比赛进行有机融合。教改实践证明,教学团队指导学生参加省级“3D打印”比赛,荣获多项省级比赛证书,同时获得了多项和该课程相关的实用新型专利和发明专利,发表了数篇北大核心科研论文,取得了较好的教学效果,最终达到了理论和实践相结合、创新创业以及课程思政的目标。

喷射成形TiC_(p)/ZA35复合材料热挤压工艺的ANN优化和组织研究

采用人工神经网络(ANN)的方法,研究挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率对喷射成形TiC_(p)/ZA35复合材料力学性能的影响,建立了TiC_(p)/ZA35复合材料热挤压的人工神经网络模型。模型的输入参数为挤压比、挤压比压、挤压温度和挤压速率,输出参数为复合材料的抗拉强度。该模型可以仿真TiC_(p)/ZA35复合材料在不同热挤压工艺参数下的力学性能,也可以优化热挤压工艺参数,模型结果与实验结果误差小于1.8%,拟合率为0.986。推荐热挤压工艺优化参数为:挤压比22,挤压比压415 MPa,挤压温度315℃,挤压速率8 mm·s^(-1),此工艺条件下复合材料的抗拉强度为486.7 MPa。热挤压间接对复合材料进行了时效处理,材料晶内析出晶须状和颗粒状的MnAl6强化相。弥散强化和位错强化作用使热挤压喷射沉积TiCp/ZA35复合材料较未挤压复合材料抗拉强度提高38.3%。

基于信息化数字化背景下VR技术在工科实践教学中的应用探索——以合肥工业大学材料成型及控制工程专业课程为例

作者在信息化、数字化背景下以隶属于机械类的材料成型及工程专业中的基础课程《材料成形原理》实践教学为例,针对工科实践教学环节中课程实验、毕业实习、生产实习中存在的问题,采用VR虚拟现实技术进行教改探索。采用桌面级虚拟现实技术和投入式虚拟现实技术,构建《材料成形原理》虚拟现实信息化实践教学平台,提出了理论、实践一体化教学的课程信息化建设的构想,实现实践教学环节新的教学模式,解决新工科背景下实践教学问题,也供其它工科类课程参考和借鉴。