2-甲氧基雌二醇对布-加综合征模型小鼠肝纤维化的影响

目的:探讨2-甲氧基雌二醇(2-MeOE2)对布-加综合征(BCS)所致肝纤维化的影响和可能机制。方法:40只C57BL/6J雄性小鼠随机分为4组,每组10只,BCS组、BCS+2-MeOE2组采用下腔静脉部分结扎法制备BCS模型,假手术组和2-MeOE2组行造模操作但不结扎;2-MeOE2组和BCS+2-MeOE2组每隔1日腹腔注射2-MeOE2(15 mg/kg)1次。6周后处死小鼠,取血清检测ALT与AST水平;取肝组织,HE染色观察病理改变,天狼星红染色观察胶原沉积情况,免疫组化染色观察α-平滑肌肌动蛋白(α-SMA)的表达,实时荧光定量PCR法检测肝组织中纤维连接蛋白(FN)、Ⅰ型胶原(ColⅠ)和缺氧诱导因子-1α(HIF-1α)mRNA的表达,Western blot法检测上述蛋白的表达。结果:与假手术组相比,BCS组小鼠肝脏淤血,胶原沉积,ALT、AST水平升高,α-SMA表达水平升高,FN、ColⅠ、HIF-1αmRNA和蛋白表达水平升高(P<0.05);2-MeOE2可拮抗BCS导致的上述指标的变化(P<0.05)。结论:2-MeOE2可以改善BCS所致的小鼠肝纤维化,作用机制可能与改善肝细胞缺氧有关。

碳纤维布加固损伤再生混凝土梁受弯性能研究

为研究因承受荷载而产生损伤的再生混凝土梁经碳纤维布加固后的受弯性能,选取不同的再生骨料取代率,设计了9根再生混凝土梁;通过预加弯曲荷载使试验梁产生初始损伤,卸载后在损伤梁底部粘贴不同宽度的碳纤维布进行加固,再对试验梁进行受弯承载力试验;考虑再生骨料掺量及预损伤程度的影响,提出了碳纤维布加固损伤再生混凝土梁发生剥离破坏时的受弯承载力计算公式。结果表明:因预损伤产生的裂缝降低了碳纤维布与再生混凝土梁间的黏结强度,加固梁均发生了剥离破坏;随再生骨料取代率的增加,试验梁在相同荷载下产生的裂缝宽度和数量逐渐增加,极限承载力有所减小;随碳纤维布加固宽度的增大,试验梁破坏时的挠度减小,极限承载力提高,裂缝分布细而密;随预损伤程度的增大,试验梁破坏时的裂缝宽度逐渐增大,数量明显增多,但极限承载力和挠度变化并不明显;受弯承载力计算值与试验值吻合较好,研究成果可为碳纤维布加固损伤再生混凝土梁的受力性能评估提供参考。

“无机粒子-无纺布”协同改性碳纤维复合材料及其增韧机理

针对碳纤维复合材料层间性能较差、易发生分层损伤的问题,提出一种采用SiC粒子和热塑性共聚酰胺(PA)无纺布对碳纤维/环氧树脂基复合材料(CFRP)进行增韧改性的技术,在层间构筑一种“无机颗粒/热塑性纤维/树脂基体”多组分多尺度增韧相体系,对比分析改性前后复合材料的Ⅰ型、Ⅱ型层间断裂韧性和耐热性,借助扫描电子显微镜(SEM)和动态热机械分析仪揭示其增韧和耐热性机制。结果表明,与未改性的CFRP材料相比,当SiC填充量(质量分数)为1%、PA无纺布面密度为25 g/m2时,改性CFRP材料Ⅰ型层间断裂韧性(GⅠC)和Ⅱ型层间断裂韧性(GⅡC)分别提高了52.7%和222.6%。无机粒子的阻滞效应、纤维的桥连效应和基体树脂的塑性变形是其主要增韧机制。

人工智能时代下纤维艺术的发展研究——以拼布艺术为例

在当今时代,人工智能艺术创作已形成一股不可阻挡的潮流。尽管人工智能在艺术创作领域的应用已相当广泛,但其在传统纤维艺术领域的应用仍显不足。作为传统纤维艺术的重要组成部分,拼布艺术应积极应对这一挑战,以顺应时代发展趋势。在此背景下,艺术家与人工智能的合作成为一种有益的探索。这种合作能充分发挥两者的优势,两者互补,达到保护和传承传统纤维艺术的目的,抛砖引玉,为传统文化发展道路提供更多的选择。基于此,文章以拼布艺术为例,研究了人工智能时代下纤维艺术的发展情况。

涤纶/黏胶纤维复合针刺非织造布的制备及疏水整理

以聚酯纤维和黏胶纤维为原料,混合成网后通过针刺工艺制备具有多孔隙的三维结构的涤纶/黏胶纤维复合针刺非织造布;然后,选用氟化后的纳米SiO_(2)颗粒和SiC颗粒对非织造布进行表面进行疏水整理,并对试样的克重及厚度、化学结构、微观形貌、机械力学性能、疏水性能等进行研究,分析原料配比对产品各项性能的影响。结果表明:纤维表面富含大量的纳米SiO_(2)颗粒和SiC颗粒,且适当提高涤纶纤维的含量,可改善试样的机械力学性能和疏水性能。基于以上良好的性能,涤纶/黏胶纤维复合针刺非织造布可用于防水领域。

可海水降解聚乙醇酸纤维及无纺布的连续制备与性能

为缓解不可降解无纺布对环境的压力,利用聚乙醇酸(PGA)材料制备纤维及无纺布,研究PGA材料的热性能以及探究纺丝机热加工温度、热辊温度、计量泵转速对纤维的直径、线密度、拉伸性能及无纺布的克重、厚度、拉伸性能、生产稳定性的影响,优选生产工艺。结果表明,在一、二、三、四区的温度分别为225,225,230,235℃,机头温度为215℃,计量泵转速为24 Hz,热辊温度为50℃的条件下,PGA可实现纤维及无纺布的连续制备,纤维及无纺布的综合性能较优:未牵伸前纤维的直径为0.153 mm,线密度为258.38 dtex,拉伸强度为1.55 cN/dtex;无纺布克重为335.52 g/m^(2),厚度为0.672 mm,拉伸强度为17.07 MPa,断裂伸长率为552.50%,制备的无纺布的厚度误差为5.7%,属于一等品。

Kevlar纤维UD布的力学性能研究

研究树脂种类和含胶量对Kevlar纤维无纬(UD)布拉伸和层间剪切性能的影响规律。利用万能材料试验机测试不同比例的水性聚氨酯与水性丙烯酸酯共混树脂以及含胶量对Kevlar纤维UD布拉伸和层间剪切性能的影响规律。结果表明:随着丙烯酸树脂含量的增加,Kevlar纤维UD布的拉伸强度和层间剪切强度呈先增大后减小的趋势;水性聚氨酯树脂∶水性丙烯酸树脂比例为1∶2,Kevlar纤维UD布的拉伸强度和层间剪切强度最大。在一定范围内,Kevlar纤维UD布的拉伸强度和层间剪切强度随着含胶量的提高,呈先增大后减小的趋势,且树脂含量26%,Kevlar纤维UD布的拉伸强度和层间剪切强度达到最大值。

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。

托法替布通过JAK/STAT3通路抑制肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化

目的:研究泛Janus激酶(Janus kinase,JAK)抑制剂托法替布(tofacitinib)对转化生长因子-β1(transforming growth factor-beta 1,TGF-β1)诱导的肺成纤维细胞向肌成纤维细胞转化的作用及机制,为临床治疗结缔组织病相关的间质性肺疾病提供理论依据。方法:(1)体外培养人胚胎肺成纤维细胞(human fetal lung fibroblast 1,HFL-1),设立6个组,分别为DMSO空白对照组、TGF-β1诱导组、TGF-β1联合不同浓度托法替布(0.5、1.0、2.0、5.0μmol/L)药物干预实验组。采用CCK-8法检测细胞活力,划痕愈合实验检测细胞迁移能力。(2)采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-PCR)、蛋白免疫印迹实验(Western blotting)检测α-平滑肌肌动蛋白(α-smooth muscle actin,α-SMA)、纤维连接蛋白(fibronectin,FN)、Ⅰ型胶原蛋白(collagenⅠ,COL1)基因及蛋白的表达水平。应用RT-PCR和酶联免疫吸附试验检测各组白细胞介素-6(interleukin-6,IL-6)的基因和细胞培养上清液中的蛋白水平。(3)在不同组的细胞培养基中加入DMSO载体对照,以1.0μmol/L和5.0μmol/L的托法替布预培养30 min,然后加入TGF-β1处理1 h、6 h和24 h。以Western blotting检测Smad2/3、信号传导和转录激活因子3(signal transducer and activator of transcription 3,STAT3)的蛋白磷酸化水平。结果:(1)托法替布抑制TGF-β1诱导的HFL-1细胞活力及迁移能力。(2)与空白对照组相比,TGF-β1诱导组HFL-1的α-SMA、COL1A1和FN1基因表达显著上调(P<0.05)。5.0μmol/L托法替布干预组的α-SMA基因表达与TGF-β1诱导组相比显著下调(P<0.05)。0.5~5.0μmol/L托法替布各干预组与TGF-β1诱导组相比均可抑制FN1基因表达(P<0.05)。各干预组与TGF-β1诱导组相比,COL1A1基因的表达无明显变化。(3)Western blotting结果提示,TGF-β1诱导组细胞α-SMA、FN1蛋白水平较对照组显著增加(P<0.05),COL1A1表达未见明显差异。托法替布不同浓度干预组与TGF-β1诱导组相比,α-SMA蛋白表达均有下降,其中2.0μmol/L和5.0μmol/L干预组与诱导组间的差异有统计学意义(P<0.05)。托法替布不同浓度干预组的FN1蛋白水平均有下降,但与TGF-β1诱导组相比差异无统计学意义。各干预组的COL1A1蛋白表达与TGF-β1诱导组相比差异无统计学意义。(4)TGF-β1诱导48 h,HFL-1细胞中IL-6基因及培养上清液中IL-6的表达水平较对照组显著升高,各浓度托法替布干预组与TGF-β1诱导组相比均有所降低。TGF-β1诱导1 h、6 h和24 h,STAT3蛋白磷酸化水平增加,托法替布预刺激抑制了6 h时Smad2/3的磷酸化水平,在1 h、6 h和24 h时均抑制了STAT3的磷酸化水平。结论:托法替布能抑制TGF-β1诱导的HFL-1细胞向肌成纤维细胞方向转化,其机制可能是通过抑制Smad2/3经典通路以及抑制TGF-β1所诱导的STAT3磷酸化,从而对肺纤维化疾病进展发挥保护作用。

纤维布加固墩接木柱轴压试验

为探究外包纤维增强复合材料(FRP)加固墩接木柱的加固效果和工作机制,考虑不同纤维布和不同墩接方式等因素影响,开展10根墩接木柱的轴压加载试验。对比分析3种FRP布(AFRP,BFRP,CFRP)、4种不同墩接方式(巴掌榫、刻半榫、抄手榫和直榫)下加固柱的破坏模式和力学性能。结果表明:未采用FRP布加固的传统墩接柱表现为拼接缝木材开裂和开裂后的墩接区木材压屈折断,而FRP布加固后,墩接区整体性良好,破坏主要发生在墩接口,表现为木材压溃和纤维布褶皱;传统墩接柱承载力仅恢复至42%~69%,刚度恢复至43%~65%;FRP布加固后,轴压承载力可恢复至完好木柱的75%~100%,刚度可恢复至66%~107%,延性提升24%~96%,加固柱轴压性能和变形能力得到有效的恢复或提高,且刚度退化不明显;此外,有限元仿真得到的荷载位移曲线及力学指标与试验结果吻合良好。FRP加固墩接木柱的轴压力学性能良好,可为传统木结构建筑的修缮和木柱的墩接加固提供借鉴和参考。

双组分聚乳酸纤维热风非织造布的制备及性能

为获得蓬松舒适的一次性卫生用品面层,以双组分皮芯结构聚乳酸(PLA)纤维为原料制备不同的热风非织造布,并与常规聚烯烃系(ES)纤维热风非织造布性能做对比,测试热风非织造布的拉伸性能、耐磨性能、透气透湿性能、液体穿透性能、抗菌性能及微生物降解性能。结果表明:相较于ES热风非织造布,PLA热风非织造布断裂强力、透气透湿性能略低,但仍满足一次性卫生用品标准要求;液体穿透性能及抗细菌性能更好;延长加热时间、提高热风温度可提高PLA热风非织造布的耐磨性和锁液能力;微生物降解140 d后降解率可达92.11%;综合性能更优。

落石冲击下背贴纤维布的棚洞板缓冲效果研究

为了减小落石灾害对山区构筑物造成的危害,考虑在钢筋混凝土棚洞板板底粘贴纤维加固材料,搭设了模拟落石冲击钢筋混凝土棚洞板的试验平台,通过对比混凝土板底粘贴碳纤维布、芳纶布和无措施三组试验的现象、加速度、支座反力等分析纤维加固材料的防护效果。试验结果表明:混凝土板底粘贴纤维加固材料,有效降低了冲击落锤加速度最大值,延长了冲击破坏力传播的时间,且有效地阻止了落锤冲击崩坏区的混凝土碎块飞溅;背贴碳纤维布的混凝土板抵抗破坏效果优于背贴芳纶布的。

长纤维抗裂复合封层机行走与撒(洒)布系统协同控制

为解决长纤维抗裂复合封层机在作业过程中出现的撒(洒)布不均匀问题,提出了一种模糊分数PID协同控制方法,采用分数阶PID控制器,实现了长纤维抗裂复合封层机行走与撒布系统的协同控制。结合模糊控制规则,对分数阶PID参数进行了在线实时优化,提升了系统的整体控制性能。通过Simulink仿真实验,对比了该方法与传统PID控制器的综合性能。结果表明:所提控制器在行走和撒布过程中的响应速度、超调量及稳态误差等方面均显著优于传统PID控制器;并通过实车试验平台,对所提控制方法进行了试验验证,成功实现了长纤维抗裂复合封层机行走过程中纤维、沥青、碎石的协同控制,为长纤维抗裂复合封层机的行走与撒(洒)布系统协同控制领域提供了新的研究思路。

轴向荷载作用下碳纤维布约束损伤混凝土能量耗散试验研究

本文对碳纤维布约束损伤混凝土在轴向荷载作用下的力学性能开展试验研究。设计了混凝土损伤度、碳纤维布层数及碳纤维布缠绕角度三种变量,通过试验结果分析了三种变量对碳纤维布约束混凝土应力-应变曲线、峰值应力、耗能效果及机械损伤度的影响规律。试验结果表明:相较于未损伤试件,0.4σm(σm为未损伤混凝土试件单轴抗压强度)、0.5σm、0.6σm、0.7σm应力幅值损伤下素混凝土损伤度均值分别为7.24%、14.86%、25.31%、36.66%,损伤度与损伤应力幅值间指数函数呈现良好的正相关。碳纤维布的约束作用增强试件峰值应力及延性,0.4σm损伤应力作用后,相较于未粘贴碳纤维布试件,粘贴1,2,3层碳纤维布试件峰值应力增幅分别为34.99%、55.16%、64.42%,碳纤维布粘贴层数与峰值应力间指数函数呈负相关,过量的纤维布使试件应力增幅不再明显。碳纤维布缠绕角度的增大使试件单位体积耗散能线性降低,缠绕角度的增大降低了荷载作用下试件的承载效果。应力损伤幅值的增大使试件机械损伤度降低,碳纤维布层数的增加使试件机械损伤度增加,纤维布的约束保护作用极大提升了试件的耗能效果。

碳纤维布加固混凝土梁受力性能参数分析

我国20世纪中期所建建筑基本上已达到使用极限,甚至有些建筑早已超过使用年限,为了保障使用者生命安全和财产损失,这些建筑均应被拆除。但是考虑到建筑结构物拆除所引发的成本和环境问题,后期的加固维修就成为了目前解决这一问题的重要手段。于是,碳纤维布加固结构的方法应运而生。碳纤维布由于质量轻、抗疲劳、抗拉性能好、施工简单等诸多优点,常被用来作为当代建筑的加固材料,吸引了海内外大量学者的研究和推崇,从而使得其成为一种理想的加固材料,也是现在最主要的加固方法。但是,考虑到试验耗时和成本等问题,加上试验过程中难免出现人为误差,使得试验结果与实际相比误差较大,于是数值模拟的方法越来越受到人们的重视。为了了解碳纤维布加固方式和加固厚度对混凝土梁性能的影响,笔者在保证混凝土、碳纤维布参数不变的情况下,通过在混凝土梁底加固厚度为0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm(D-1、D-2和D-3)以及U型加固厚度为0.5 mm、1.0 mm和1.5 mm(U-1、U-2和U-3)碳纤维来探讨碳纤维布加固方式和加固厚度对混凝土梁受力及变形性能的影响。

基于抗力退化的外贴纤维布加固RC柱可靠度分析

在对碳纤维布加固既有钢筋混凝土(RC)柱力学性能试验研究成果的分析基础上,得出了大气环境中性能退化的在役RC柱的抗压承载力随时间变化计算模型的统计参数,对结构抗力以及可变荷载的随机过程进行了随机变量的处理,建立了大气环境下碳纤维布加固在役RC柱抗压可靠度的分析与计算方法。通过对一在役RC柱进行抗弯可靠指标计算,得出以下结论:大气环境下在役RC柱随服役年限延长,抗压可靠指标逐渐减弱;材料的劣化是影响RC柱抗压性能的主要因素之一;通过对其进行粘贴碳纤维布加固,可以提高其可靠度。此方法简便易行,能够为大气环境下在役钢筋混凝土结构的加固评估以及维修决策提供理论依据。

预应力碳纤维布加固钢梁抗弯性能的试验研究和有限元分析

为了研究预应力碳纤维增强聚合物(Carbon Fiber-Reinforced Polymer,CFRP)布加固钢梁抗弯性能,首先对未加固钢梁、CFRP布加固钢梁和预应力CFRP布加固钢梁进行单调加载试验。紧接着建立预应力纤维布加固钢梁的数值仿真模型,并通过试验验证了该模型。然后研究碳纤维布的长度和厚度、碳纤维布的预应力以及粘结剂的断裂强度和弹性模量对钢梁极限抗弯荷载的影响。最后,提出了预应力碳纤维布加固钢梁极限抗弯荷载的计算公式。研究结果表明,碳纤维布加固钢梁的典型失效模式有两种:碳纤维布的受拉断裂和碳纤维布与钢梁下翼缘间界面的粘结破坏。不同参数(碳纤维布的长度和厚度、碳纤维布的预应力以及粘结剂的断裂强度和弹性模量)对加固钢梁的极限抗弯荷载变化规律的影响是不同的,其中以碳纤维布的厚度和预应力最为明显。随着碳纤维布的预应力逐渐增大,加固钢梁的破坏模式由受弯破坏逐渐转变为受剪破坏。文章提出的预应力碳纤维布加固钢梁的极限抗弯荷载的计算公式预测值和数值仿真结果吻合较好。

不同碳纤维布加固方式的木构件损伤演化规律

为研究不同碳纤维布(CFRP)加固方式时木构件的损伤演化规律,有效评估构件的损伤程度,利用声发射、数字图像技术对碳纤维布加固的杉木构件在轴向压缩时的损伤过程进行实时监测。分析了不同加固方式对木构件的力学特性、声发射参数、表面应变场演化特征的影响。结果表明:碳纤维布的加固能明显改善木材的力学性能,抑制脆性破坏的发生,随着加固层数、角度的增大,木材的平均极限承载力、位移延性随之增大;声发射信号的活跃程度随着碳纤维布加固的角度、层数的增大逐渐降低,累计振铃计数、累计能量值也随之减小,利用数字图像技术可以有效观测裂纹的萌生及扩展方向,两种方式结合可以全面揭示木材的内部损伤程度以及裂纹演化规律;通过声发射法、数字图像法可以确定不同加固方式时试件的起裂荷载,随着加固角度、层数的增大,起裂荷载也逐渐增大;根据声发射累计事件数与荷载关系建立的损伤演化模型,可以较好地反映材料在轴压过程中的损伤演变规律。

天然胶乳薄膜与木棉纤维/聚酯纤维非织造布吸声复合材料的制备与性能研究

天然胶乳薄膜具有独特的粘弹性和阻尼特性,木棉纤维具有大中空的独特结构,两者均可作为吸声材料基材。通过将木棉纤维与中空聚酯纤维混合后采用针刺加固工艺制成非织造布,然后直接与天然胶乳薄膜复合,制备天然胶乳薄膜与木棉纤维/聚酯纤维非织造布吸声复合材料,研究天然胶乳薄膜层数、复合材料面密度、木棉纤维/聚酯纤维质量比、复合材料孔径等对复合材料吸声性能的影响并分析复合材料的力学性能。结果表明:在天然胶乳薄膜层数为2、复合材料面密度为1215.72 g·m^(-2)、木棉纤维/聚酯纤维质量比为6/4、复合材料孔径为109.5μm时,天然胶乳薄膜与木棉纤维/聚酯纤维非织造布吸声复合材料的综合性能最优,最大吸声系数可达到0.8;与天然胶乳薄膜复合可弥补木棉纤维/聚酯纤维非织造布在低频率区域吸声效果的不足,有效拓宽复合材料的吸声频带,拓展其应用领域。

外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能研究

为了提升外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能,对比分析了未掺加钢纤维和掺加不同含量钢纤维的外粘碳纤维布加固混凝土的粘接性能。结果表明,掺加钢纤维可以提升混凝土试件的抗压强度、劈拉强度、极限荷载、峰值扰度和最大应变,从而对混凝土起到加固作用;掺加钢纤维试件的极限荷载要高于未掺加钢纤维的试件,且钢纤维掺加量越大则极限荷载越大,界面滑移也越大;都使用再生骨料混凝土的情况下,掺加钢纤维试件的有效粘接长度大于未掺加钢纤维的试件,且当钢纤维掺加量较大时试件有效粘接长度要高于未使用再生粗骨料的试件。