基于合作学习的思维导图在研究生材料课程的教学改革研究——以《材料合成与加工》课程为例

思维导图能够整理和激发人的思维,促进思维的聚合与发散,是可视化的思维工具。本研究通过分析《材料合成与加工》课程的教学现状,发现了课程教学模式单一和教学内容与课题研究脱节的问题。为解决这些问题,提出了基于合作学习的思维导图教学模式,并详细探讨了其在知识整合、概念拓展、团队合作和自主学习方面的应用。研究结果表明,该教学模式能够促进学生对课程内容的理解和掌握,培养跨学科思维和创新能力。然而,实施过程中仍需解决教师培训和课程设计等挑战。总之,基于合作学习的思维导图在研究生材料课程中具有重要的应用前景,将为研究生教育的改革提供有益启示。

材料类研究生课程思政教学研究与探索——以“材料合成与加工”课程为例

课程思政已经成为高等学校立德树人的重要教育理念,研究生专业课程同样需要解决“培养什么人,如何培养人,为谁培养人”这一根本问题。如何将思政元素有机融合到研究生专业课程中是解决这一问题的关键。针对材料类研究生课程思政中存在的问题,以“材料合成与加工”课程为例,明确课程的思政育人目标,在深入挖掘课程思政元素的基础上,通过讲好身边“材料人”的故事融入思政元素,建立多元化考核评价体系。此外还需要高校与学科做好顶层设计,强化导师的育人责任感,才能实现研究生专业课程知识传授与价值引领同向同行,实现课程立德树人的根本任务,从而建设全新的研究生教育“大思政”格局。

结构陶瓷材料加工技术的新进展

综述了近年国内外结构陶瓷材料加工技术的发展和最新研究成果,主要包括激光、电火花、等离子、超声波、微波等特种加工技术、复合加工技术,以及在传统磨削技术基础上发展起来的界面热化学反应加工、高速(超高速)磨削技术、在线电解修锐磨削技术等,旨在为促进我国的结构陶瓷材料优质、高效、低成本加工技术的发展提供借鉴作用。

纳米金属及无机材料的绿色合成

高聚物模板是用来合成纳米材料的重要方法之一,但在制备纳米材料的过程中,这些高聚物往往难以被大自然所降解。而淀粉类生物多糖物质来源广泛,并具有很好的生物降解性和相容性,以淀粉类生物多糖为模板合成纳米材料已经引起了广泛的重视。现报道以淀粉类生物多糖作为模板,来引导纳米金属及无机材料合成的最新研究进展。

介孔材料合成研究进展

介孔材料具有比表面积大、孔径结构均一和可调等优良性能,在催化、吸附、分离、传感器以及光、电、磁等领域具有潜在的应用价值。综述了介孔材料的研究进展,介绍了介孔材料的分类、合成方法、合成机理及其应用。阐述了液晶模板、电荷匹配、棒状自组装、层状折皱模型和协同作用等介孔材料的合成机理,对介孔材料进行了展望。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

2025年《热加工工艺》征订启事

《热加工工艺》期刊创刊于1972年,1986年公开发行,半月刊,期刊主管单位为中国船舶集团有限公司,由中国船舶集团有限公司第十二研究所和中国造船工程学会联合主办,为中国造船工程学会会刊,由《热加工工艺》编辑部编辑出版。主要报道金属学与金属工艺、材料合成与加工工艺、船舶(舰船)工程领域的先进研究成果。本刊国际标准连续出版物号:ISSN1001-3814,国内统一连续出版物号:CN61-1133/TG。

金属平面滚压塑性精加工的实验分析

对金属表面的滚压塑性精加工进行了实验研究。测试分析了初始表面粗糙度和纵向压下量、横向进给量、滚压速度、滚压道次等对表面粗糙度、硬度、金相组织形貌的影响。研究结果表明,滚压塑性精加工可以提高金属(特别是有色合金软金属)的表面硬度、致密性,降低表面粗糙度,与常规的磨削精加工相比具有更多的优点,如节省了砂轮和冷却液的消耗,消除了对环境的污染,提高了被加工材料表面的物理、机械性能等。

离心铸造条件对Mg_2Si/Al梯度复合材料组织与性能的影响

采用离心铸造法制备了内外层特别是内层富含细小Mg2Si颗粒的铝基梯度复合材料。研究了模具离心转速和预热温度对Mg2Si/Al梯度复合材料内层显微组织和性能的影响。研究结果表明,随着模具离心转速的增大,铸件内层Mg2Si颗粒相分布趋于均匀,颗粒相体积分数、显微硬度和耐磨性能均有较大幅度提高。而模具预热温度对铸件内层颗粒相体积分数及性能影响较小。在模具离心转速为1560 r/min,预热温度为300℃的条件下,铸件内层性能达到最佳值,磨损率仅为相同干滑动摩擦磨损条件下HT200的1/30~1/40。

管电极微细电火花铣削加工

提出了采用对轴向损耗不敏感的微细管电极进行微细电火花分层铣削的加工方法,并对管电极在加工过程中的损耗特性进行了理论分析。在此基础上,分别采用铜管电极和实心电极进行了微细电火花铣削加工实验。结果表明:采用中空结构的管电极不仅减小了铣削过程中电极端部的损耗半径,提高了加工精度,而且简化了微细电火花铣削的分层策略和电极损耗补偿策略。

铝粉烧结材料等通道转角挤压组织性能演变

对不同路径和不同道次下铝粉烧结材料的等通道转角挤压工艺进行了试验研究,用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电镜分析了粉末烧结材料在不同工艺条件下的晶粒细化规律和致密行为,并测量了挤压后试样的密度和硬度等性能.结果表明,等通道转角挤压工艺对粉末烧结材料具有很强的致密效果和细化效果,可显著提高其力学性能.在单道次变形中,大剪切塑性变形和高静水压力状态是粉末烧结材料获得良好的致密效果的关键;在多道次变形中,变形量的累积和不同的剪切特征不断地改变内部的孔隙形状,使内部基体材料进一步致密.而晶粒的细化效果则取决于变形中的静水压力、变形量和剪切特征等关键因素.

汽车覆盖件深拉延有限元仿真过程中的材料塑性与失效模型

为了快速、准确地制造汽车车身覆盖件,对大型汽车覆盖件材料的屈服极限、强化模式以及失效模式进行了分析。在有限元仿真过程中,利用各向同性运动学理论建立了汽车覆盖件强化模型,制订了有效的算法,并对材料在拉延过程中可能出现的情况进行了预测分析,确定出拉延过程中材料的屈服极限特性。以材料为铝板的方形盒体零件为例验证了本研究结果的有效性。

连杆裂解加工力参数数值分析

为了确定合适的连杆裂解工艺中裂解力参数,采用数值分析的方法建立了53d斜切口连杆裂解加工的数值模型。对裂纹尖端的节点采用了1/4节点技术用于模拟裂纹尖端应力场的奇异性,分析得到了裂解力与应力强度因子的关系曲线。根据连杆材料的临界应力强度因子KIc,确定了连杆裂解加工所需的裂解力。结果表明：裂纹1的裂解力为851 kN,裂纹2的裂解力818 kN。与实际生产中的裂解力860-880 kN相比,其误差小于10%。

36MnVS4连杆裂解加工模拟及缺陷分析

针对具有更高疲劳强度的连杆新材料36MnVS4,开展了连杆裂解加工性能研究,并与C70S6材料进行对比,探究其裂解缺陷形成原因。依据新材料I型裂纹的脆性解理断裂特性,确定了连杆裂解K判据及最大主应力断裂失效准则,建立了预制切口条件下的连杆裂解有限元模型。通过分析裂解过程中的应力集中和变形分布情况,获得不同材料的切口起裂位置和时间、切口附近及断面的塑性变形,结合裂纹扩展速度和裂解载荷,研究了容易导致的缺陷类型并评估了断口质量。结果表明:在相同几何参数和载荷下,因36MnVS4连杆较C70S6起裂位置分散、裂纹扩展不稳定、缺口敏感性高、铁素体组织多,容易导致批量生产时裂解工序缺陷增加,但裂解后大头孔失圆和断面塑性变形小。

板料多点与渐进复合成形方法及数值模拟

提出了多点成形与渐进成形技术相结合的板料复合成形新方法,说明了两种复合成形方式的成形原理和成形过程。建立了复合成形分析的有限元模型,对球面件的复合成形过程进行数值模拟,分析了复合成形过程产生的压痕问题及其抑制方法。结果表明,采用弹性垫技术可以有效抑制复合成形过程产生的压痕缺陷,使成形件表面光滑;球面件上等效应力和厚度的变化过程及分布规律表明,随着增量步的加大,板料接触点处的等效应力随之增加,板料的厚度逐渐减薄。复合成形实验显示,数值模拟结果与实验结果基本吻合。

脉冲激光加工连杆裂解槽数值仿真

建立了YAG脉冲激光加工裂解槽三维瞬态温度场有限元模型,并对热源加载形式、离焦量、材料热物理性能参数、单元生死等技术问题进行了分析。对激光在C70S6高碳微合金非调质钢上移动切割裂解槽进行了数值模拟,得到不同切割参数下槽深、槽宽及温度场,总结出光斑直径、激光功率、脉宽、加工速度等参数对裂解槽加工的影响规律。将数值分析结果与激光切槽试验进行了对比,对激光加工裂解槽工艺参数的选择提出了建议。

基于数值模拟的筒形件正反拉深复合成形

通过对筒形件正反拉深一次复合成形的有限元数值模拟,分析了主要工艺参数对筒形件正反拉深一次复合成形的影响。依据数值模拟设计了某一型号的机油滤清器壳体正反拉深复合成形模具并进行了工艺调试,既验证了数值模拟的可靠性又将正反拉深一次复合成形工艺用于了机油滤清器壳体的实际生产,获得了较为理想的效果。

发动机连杆裂解槽激光加工机床中的丝杠误差分析及补偿

发动机连杆裂解槽激光加工机床的主要功能是对连杆大头孔内表面两侧进行切槽加工。裂解槽质量的好坏与激光和CNC系统的配合有很大关系。为了消除由于丝杠的误差所带来的激光头的定位误差,以便能够更精确地调整激光头喷嘴与连杆内表面的位置,首先在该激光加工机床的工作原理的基础上对该误差进行了测量,然后采用直线插补补偿算法消除了该误差。最后对激光切槽后得到的连杆进行裂解,并且经过工具显微镜检测后,结果表明,对于各种型号的连杆,切割出来的裂解槽在深度上基本保持一致(裂解槽上各个点的槽深度公差为±0.02 mm)。说明该种方法能够很好地解决这一问题。

透闪石/尼龙1010复合材料等温结晶动力学研究

将经过表面修饰的透闪石与尼龙1010按一定比例共混制成复合材料,采用差示扫描量热法(DSC)研究了该复合材料的等温结晶行为,并应用Avrami方程对其进行了等温结晶动力学分析。结果表明:透闪石对尼龙1010结晶起到了异相成核的作用,尼龙1010的结晶速率随透闪石的含量的增加而提高,Avrami指数n略有降低。对尼龙1010及其复合材料样品结晶活化能的计算表明,后者高于前者,结晶速度对温度的敏感性增加。

发动机曲轴箱轴承座裂解加工数值分析

预先精确计算裂解力参数,对于裂解设备设计及工艺过程的制定至关重要。应用MSC.MARC软件对捷达轿车发动机主轴承座(以RuT380材料为例)起裂过程进行数值模拟,得出了裂解力与J积分的关系曲线。根据J积分值与断裂韧性的关系,确定了临界J积分,采用线性插值的方法获得了裂解力,并进行了实验研究。实验结果表明:此方法也适用于不同结构、不同材料的其他分体类零件裂解加工时裂解力的确定。