Calculation of the Hardness Space Distribution in the As Quenched Condition of a Medium Hardening Tool Steel

The calculation of the hardness profile is a powerful tool for the selection of the right steel for a given purpose. Computer programs INC-PHATRAN and INDUCTER-B were formerly developed by the authors for the calculation of hardness profiles after heat treatment processes of low alloy and carbon steels. The first one simulates quenching as well as through hardening operations, and the second one models electromagnetic induction heat treatments processes. These codes make use of the SAE Standard 3406 in order to obtain the hardness profile, with enhanced regression coefficients recently obtained by the authors. The present work broadens the field of application of this method, allowing to apply it for low hardenability tool steels such as the ASTM O1 Tool Steel. The method used for the calculation of the hardness profile is here summarized, and an example of application is described, which shows good correspondence between the calculated and measured values.

微种植体支抗加力方式对上颌前突患者关闭拔牙间隙后颌面部软、硬组织影响的研究

目的:探讨微种植体支抗加力方式对上颌前突患者关闭拔牙间隙后颌面部软、硬组织的影响。方法:选取2020年4月-2023年6月在上海交通大学医学院附属第九人民医院口腔外科、口腔颅颌面科收治的156例上颌前突患者作为研究对象。所有患者均需拔除上颌双侧第一前磨牙并使用微种植体支抗内收上前牙,采用随机数字表法将患者分入A组(予以短牵引钩和直接支抗法,n=52例)、B组(予以长牵引钩和直接支抗法,n=52例)和C组(予以短牵引钩和间接支抗法,n=52例)关闭拔牙间隙。比较三组治疗前后颌面部软硬组织变化。结果:关闭间隙前,三组患者颅颌软组织、硬组织指标比较差异无统计学意义(P>0.05),但B组鼻根点与上、下齿槽座点三者连线的夹角(ANB)大于A组、C组(P<0.05)。关闭间隙后,三组患者蝶鞍点与鼻根点,上齿槽座点三者连线的夹角(SNA)、蝶鞍点与鼻根点,下齿槽座点三者连线的夹角(SNB)、下颌平面角(SN-MP)、上中切牙内收量(U1-SN)、鼻唇角、牙冠舌向移动量(U1c-Sv)、覆盖、上颌第一磨牙近中颊尖点、近中根尖点压低量(U6c-H、U6r-H)变化值比较差异无统计学意义(P>0.05),ANB、颌平面角(SN-OP)、上颌第一磨牙内收量(U6-SN)、牙根舌向移动量(U1r-Sv)、上中切牙切缘点、牙根尖点压低量(U1c-H、U1r-H)、上颌第一磨牙近中颊尖点、近中根尖点与Sv距离(U6c-Sv、U6r-Sv)、上颌第一磨牙近中颊尖点、近中根尖点压低量(U6c-H、U6r-H)、覆(牙合)变化值比较差异有统计学意义(P<0.05);且B组ANB、Ls-E线变化值大于C组(P<0.05),A组SN-OP、U6-SN、U1c-Sv变化值大于C组(P<0.05);B组U1r-Sv、U1c-H变化值大于A组、C组,且C组大于A组(P<0.05);B组U1r-H变化值大于A组、C组,且A组大于C组(P<0.05);C组U6c-Sv变化值大于B组(P<0.05);A组U6c-H、U6r-H变化值大于B组(P<0.05);B组覆(牙合)变化值大于A组、C组(P<0.05)。结论:三种不同的微种植体支抗加力方式用于上颌前突患者均具有较好的支抗效果,可改善上颌硬组织的形态,并引起相应软组织的改变。其中,短牵引钩配合直接支抗法能明显压低磨牙、使冠远中倾斜,且(牙合)平面顺时针旋转;长牵引钩配合直接支抗法可获得更好的前牙控根移动和压低效果,且对上前牙垂直向改变效果也较好,有益于覆(牙合)控制,与短牵引钩配合间接支抗法均可获得较好的滑动内收力,稳定(牙合)平面。

非刀具破岩理论与技术研究进展与趋势

随着我国深地战略的逐步实施,深部资源开采和地下空间建设迎来新的机遇,但也面临诸多挑战,高地应力、高地温和坚硬岩体等极端地质条件层出不穷。岩石破碎技术是所有资源开采和地下空间建设的主要工程活动,是决定施工工艺和工程效率的主要因素。在极端地质条件下,以刀具为基础的岩石破碎技术由于刀具磨损快、岩石破碎效率低,已成为遏制深地战略顺利实施的关键技术瓶颈,为解决深地岩石高效破碎难题,保障深地战略的顺利实施,迫切需求革命性的岩石破碎技术。无刀具破岩技术作为刀具破岩技术的重要补充,是突破刀具破岩技术瓶颈的可行性思路。为此,将无刀具破岩技术归纳为冲击破岩、热应力破岩和冲蚀磨损破岩3类技术体系,系统分析了水射流、激光和磨料空气射流等16种岩石破碎技术,总结了每种技术的发展历史和技术原理,分析了其破岩优势和技术瓶颈。得出,目前非刀具破岩技术没有在资源开采和地下空间建设中广泛应用的主要原因为破岩能耗高、适用较差和技术装备复杂等。相比刀具破岩,非刀具破岩技术破岩能量利用率较低,水射流破岩比能耗为刀具的40~70倍。微波、激光和等离子体等技术对施工环境要求较高,无法适用于钻井、隧道掘进等受限和恶劣环境。为解决极端地质条件岩石破碎难题,提出多种非刀具破岩技术协同破岩的思路,充分发挥每一种非刀具破岩的技术优势,构建了以射流切缝卸除高地应力、粒子冲击体积破碎坚硬岩体的破岩理念,最大限度降低岩石破碎能耗,简化系统装备,为岩石破碎技术向非刀具化发展提供理论支撑。

γ射线辐照硬碳结构演化及其储钠性能

通过γ射线辐照技术引入“自掺杂”缺陷,优化硬碳层间尺寸和孔结构。通过扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱、等温氮气吸脱附等方法探究了吸收剂量对硬碳层间距与内部缺陷、无序结构的影响;通过恒电流充/放电研究了材料的电化学性能。结果表明:较低剂量辐照会提升硬碳表面结晶度,而随着吸收剂量的增加,硬碳无序结构增多,辐照后硬碳电化学性能得到明显改善。在140 kGy剂量辐照下,硬碳呈现出425.343 m^(2)/g的高比表面积,硬碳在30 mA/g能够提供300 mAh/g的储钠容量,在1 A/g大电流密度容量仍然保持在195 mAh/g,对比未辐照处理的硬碳,电极容量提高了3倍,并且在大倍率充/放电过程中保持优良的稳定性能。这项工作为设计先进的纳米材料及缺陷工程在储能领域的应用提供了新的途径和思路。

硬X射线成像仪量能器测试系统的设计与实现

硬X射线成像仪(Hard X-ray Imager,HXI)是先进天基太阳天文台(Advanced Space-based Solar Observatory,ASO-S)的3大载荷之一,其中量能器作为其重要组成部分,承担着观测30–200 keV能段的太阳硬X射线的任务.在卫星发射之前,需要开展大量的测试工作,以确保HXI量能器的各项功能和性能满足设计需求.HXI量能器通道数众多,内含99个溴化镧探测器,分别由8块相同的前端电子学板控制.除了对各个通道的性能进行测试外,地检系统还需模拟量能器在轨面对不同太阳活动时的运行情况,对量能器进行全面完备的测试.此外,地检系统还需足够稳定,能满足量能器在单机测试、环境试验、热真空与振动等多个不同测试项目的长时间测试需求.为此,设计了地检板与上位机软件,结合放射源、直流电源、高压模块等组成一套HXI量能器的地检系统,对8块前端电子学板实现同步配置与管理,能高效完成指令发送与数据接收,满足量能器最大数据输出带宽400 Mbps的需求.利用该系统,在地面完成了HXI量能器的功能、性能验证,获得了量能器的线性、死时间、能量分辨率等各项性能指标,为HXI量能器的在轨高性能运行提供了保障.

宽孔距爆破技术在大断面硬质岩石隧洞开挖中的应用

在乌干达卡鲁玛水电站尾水隧洞开挖施工中,为了解决大断面硬质岩石隧洞开挖炮孔数量多、钻孔时间长、施工进度慢等问题,实际施工中调整了隧洞爆破布孔思路,改变了传统布孔方式,提出了“隧洞开挖宽孔距布孔”的理念。通过一系列爆破试验,成功将原设计上台阶开挖炮孔数量246个减少到181个,有效降低了炮孔数量,实现了快速掘进。试验表明:在大断面硬质岩石隧洞开挖中,通过采用宽孔距爆破技术,炮孔数量降低了26.42%,有效缩短了钻孔时间,加快了开挖单循环速度,最终实现了主洞上层开挖单面月进尺230.2 m(开挖断面102.02 m^(2)),为同类隧洞的开挖提供了经验。

厚硬顶板大巷大间距锚杆支护设计

针对七一煤矿15号煤层大巷厚而坚硬顶板支护条件,利用理论分析、室内试验、工程类比、数值模拟等综合手段,获得了15号煤层大巷围岩物理力学参数,确定了其松动范围为0.65~0.8 m,属于小松动圈,计算了大巷围岩K2石灰岩、泥岩、铝土质泥岩RMR分值分别为51、45、47,属于Ⅲ级较好岩体,为锚杆长度和强度选择提供一定依据。通过分析4种支护方案下的锚杆(索)轴力、偏应力和最大主应力,以及塑性区分布情况,提出了大间距锚杆支护设计,认为15号煤层大巷锚杆间距为1.2 m、锚索间距为2.4~3.6 m,能够满足支护要求。研究成果为类似条件下巷道围岩稳定性控制提供一定参考。

超硬岩露天深孔台阶爆破参数优化研究

为解决在新疆金宝铁矿露天深孔台阶爆破过程中存在的大块率高、留有根底等影响铲装效率与后续生产的问题,通过现场调查统计与分析,摸清大块产出部位,剖析大块产出与出现根底的原因,并提出相应对策。基于矿岩物理力学性质与矿山现有条件,提出针对超硬岩露天深孔台阶爆破的小孔排距爆破方案,对孔网参数及起爆网路进行了优化提升,采用115 mm孔径,孔排距3.5 m×3.0 m、堵塞长度2.5~3.0 m,孔间毫秒延期时间为11、13、18 ms,排间毫秒延期时间为21、29、37 ms。工程实践表明,小孔排距深孔台阶爆破适用于铁矿石等超硬岩的深孔台阶爆破,相比原爆破方案大块率降低约8.7%,爆后无根底,大大提高了露天矿山采剥效率,很好地满足了生产要求。爆破振动速度降幅约为28.1%,减少了对边坡岩体的扰动和破坏。小孔排距深孔台阶爆破在超硬岩露天矿山矿岩采剥中体现了良好的适用性,能够有效减少大块和消除台阶根底,可为露天矿山超硬岩深孔台阶爆破提供借鉴与参考。

完整极硬岩条件下TBM连续高效破岩技术

以某项目螺旋斜坡道工程为背景,分析了影响TBM在完整极硬岩条件下连续高效掘进的因素,提出设计高效耐磨的刀盘系统,具体包括将刀间距优化至60 mm、刀具额定荷载提升至375 kN、提高刀座强度和耐疲劳性、设置两路冷却系统以控制刀盘刀具温度,并重点强化了刀盘的耐磨性;减小刃宽保证贯入度,将边刀刀圈允许磨损部分外侧加厚2.5 mm。在辅助破岩措施上,控制爆破实现人造裂隙;在连续转弯破岩技术环节上,提高TBM主轴承强度,并不断优化掘进参数进一步提高掘进效率。实践应用效果良好。

大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系

坚硬顶板特厚煤层开采采场空间大,矿压作用复杂,致使采场强矿压作用机理不清,并缺乏针对不同层位坚硬顶板的多点控制技术体系,必须在更大采场空间范围内研究坚硬顶板控制的新理论和新技术体系。笔者团队经过近15 a的产学研攻关,形成了大空间采场远近场坚硬顶板井上下控制理论及技术体系:针对岩层控制研究涉及空间不足,提出了大空间采场概念;基于顶板破断特征及矿压作用规律,定义了远场和近场坚硬顶板;兼顾采空区矸石压缩及覆岩块体的协调运动,建立了大空间采场远场坚硬顶板破断结构力学模型,揭示了远场坚硬顶板破断失稳的强矿压控制机理;基于弹性薄板理论,构建不同切顶工艺、9种组合边界条件下的近场坚硬顶板初次和周期破断力学模型,揭示了近场坚硬顶板定向造缝采场卸压机理;综合工作面参数、近场矿压作用等基础指标,以及临空开采、双系影响等强化条件,建立了强矿压分级预测评价体系,给出了4个不同级别矿压显现程度的量化指标及对应的控制技术;研发了坚硬顶板地面水平井体积压裂技术、地面垂直井分级压裂技术,发明了远场坚硬顶板裂缝扩展监测技术,有效解决了远场坚硬顶板强矿压难题;首创了坚硬顶板复合爆破定向精准造缝技术,开发了坚硬顶板液体炸药深孔爆破技术,发明了坚硬顶板链臂锯连续精准切割技术,实现了对近场坚硬顶板垮落形态及破断特征的精准控制;提出了坚硬顶板地面压裂+X的协同控制技术,实现了对远近场坚硬顶板的多点协同调控。基于以上研究成果,在塔山煤矿8204特厚煤层综放面开展了地面水平体积压裂+液体炸药深孔爆破协同控制现场试验,结果表明,在进入压裂爆破协同控制区域后,临空回采巷道顶底板及两帮移近量均小于388 mm;工作面中部支架最大阻力达到13295 kN,小于支架额定工作阻力15000 kN,工作面及回采巷道强矿压得到了有效控制。

基于深度度量学习的足迹图像检索算法

针对赤足迹光学图像相似度高,传统算法无法快速提取样本有效信息的问题,提出了一种基于深度度量学习的赤足迹图像检索算法,该算法使用多尺度特征融合结构构建主干网络并辅以批去除结构监督学习,同时在嵌入空间内构建动态难样本三元组,解决传统难样本三元组挖掘方式不合理的问题。构建了一个包含250人、2 500枚的赤足迹光学图像数据集,该算法在所构建的数据集上平均检索精度达到88.86%,高于传统难样本三元组算法,可有效地应用于赤足迹光学图像检索。该算法对于足迹领域的自动化识别具有积极意义。

浇注温度对A380铸造铝合金显微组织中含Fe相的影响

A380铸造铝合金因其优异的耐磨性和耐腐蚀性、低热膨胀系数和高强度质量比而被广泛应用于汽车的缸体、缸盖和活塞等零件上。浇注温度是A380合金获得优异力学性能的重要工艺参数。本文在700~900℃的不同浇注温度下研究了A380铸造铝合金(Fe=1.1wt%)显微组织中含Fe中间相的演化过程。结果表明,当浇注温度高于800℃时,合金中有害β-Fe相的析出几乎得到了抑制。当浇注温度为700~900℃时,随着浇注温度的升高A380合金的二次枝晶臂间距逐渐减小,硬度值总体呈增加趋势,这与金相组织中α-Fe相与β-Fe相的含量与比例相对应。

颌间牵引诱导安氏Ⅱ类错牙合畸形的矫治效果及对软硬组织变化的影响

目的:探究颌间牵引诱导安氏Ⅱ类错牙合成中性或趋于中性的正畸效果及对软硬组织变化的影响。方法:选取2019年5月-2021年6月笔者医院接诊的60例安氏Ⅱ类错牙合患者为研究对象,排齐牙列、颌间牵引、橡皮链牵拉关闭间隙的过程中,上颌15、16、25、26人为地增加抵御前移的支抗治疗。观察并记录治疗前后的正畸效果和同行评估等级(Peer assessment rating,PAR)指数,检测金属蛋白酶组织抑制物-2(Tissue inhibitor of metalloproteinase-2,TIMP-2)和基质金属蛋白酶-2(Matrix metalloproteinase-2,MMP-2),对其矫正前和矫正后6个月头颅侧位片软硬组织相关指标进行测量,观察软硬组织变化情况。结果:矫治后患者PAR值(中线、牙齿排列、颊侧区咬合)、SNA角、ANB角、U1-NA角、U1-NA距、U1-FH角、ULP值较治疗前变小(P<0.05);SNB角、OP-FH角、U1-L1角、SnLs-SiLi角、Cm-Sn-Ls角、TIMP-2、MMP-2值较治疗前增大,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:安氏Ⅱ类错牙合患者采用颌间牵引,橡皮链关闭间隙治疗,可有效改善患者上颌前突、下颌后缩的面型,矫正深覆牙合、深覆盖效果良好。

空间拦截器半实物仿真系统设计

为了精确地评估空间拦截器拦截空间远程目标的拦截效能,降低试验成本,研究了针对于远程空间目标的空间拦截器半实物仿真技术,构建了半实物系统。系统将拦截器内部的动能拦截器(大气层外)导引头实物置于仿真回路,真实模拟了二维导引头探测和跟踪目标过程。采用该系统对远程空间目标进行拦截仿真,结果表明,上述系统实现了对空间拦截系统的细粒度实时仿真,再现了其拦截过程,为拦截远程空中目标论证和性能评估提供数据支撑。

眼底图像硬性渗出物检测算法

针对眼底图像中由于硬性渗出物堆叠造成的灰度分布曲线复杂,以及近距离血管割裂眼底背景造成误检等问题,提出了一种基于方向空间理论并结合上下采样平滑的眼底硬性渗出物检测算法。通过最大间距法,结合经过反向值修正的绝对幅值生成的直方图,对代表眼底硬性渗出物的凸线段进行提取。实验结果表明,本算法的敏感度、特异度和准确度在置信度大于50%区域炮较为理想。该算法符合医学诊断标准,可为相关疾病的诊断提供一种有效的辅助手段。

铬对高速车轮钢显微组织和力学性能的影响

研究了微量铬对高速车轮钢组织和性能的影响。实验结果显示,加入微量的铬,可以细化珠光体的片层间距,在保持韧塑性基本不变的情况下,显著增加材料的强度和硬度,从而提高车轮钢的耐磨性和抗剥离性能。

矿用小孔径预应力锚索单孔锚具滑脱机理研究

针对煤矿井下锚索的锚具出现退锚等锚固不可靠的现象,为得到锚具退锚原因,提高锚索锚固可靠性,采用力学分析、试验分析等方法得出锚具退锚的主要因素,并初步调研了国内煤矿锚索的主要材料。分析结果表明锚索与夹片硬度差不合理、锚索直径误差偏大、锚索强度和硬度偏大、限位距离不合理和锚具质量差是影响锚固可靠性的主要因素。由此得出,降低退锚概率、提高锚索的可靠性的有效参考指标为锚索夹片硬度差大于HRC10,锚索直径误差不超过±0.400.20mm,锚索实际强度低于其抗拉强度和限位距离等于夹片外露距离与锚具回缩距离的和。

高能激光束引燃自蔓延合成共晶Al/Cu合金组织结构及性能

针对共晶Al/Cu系粉末压坯,采用激光引燃自蔓延烧结技术(SHS)制备烧结Al/Cu合金,用扫描电镜(SEM)、金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)以及布氏硬度计研究了压制压力和激光功率与作用时间对烧结合金微观结构、致密性及硬度的影响。研究结果表明,随着激光功率提高和作用时间延长,烧结合金组织均匀性得到提高,相对密度增加,当原始压坯相对密度为85%时,烧结密度最高为3.11 g/cm3;烧结合金的硬度值在合金中部区达到最高,最高值为131 HB。并提出通过测量二次枝晶臂间距,估算该位置的烧结冷却速度。

弹丸侵彻不同间距靶板的过载特征分析

为分析弹丸倾斜入射不同间距硬目标的侵彻过载特征,运用ANSYS/LS-DYNA软件,对弹丸以不同初始速度倾斜侵彻不同间距的三层混凝土靶板的侵彻过程进行了模拟,获取了弹丸侵彻靶板的速度、加速度变化曲线.通过对不同着速弹丸的速度、加速度的变化情况进行分析,总结了其变化规律.分析结果可为以计层计空穴方式起爆的硬目标灵巧引信设计提供理论支撑,同时对抗高过载加速度传感器的选择也具有参考价值.

铝含量对ZA合金组织及耐磨性的影响

研究了铸态ZA合金的微观组织和耐磨性。结果表明:高铝锌合金的铸态组织由初生α相和(α+η)共析体组成。随着铝含量的增多,合金中的初生α相增多,共析体减少,合金的二次枝晶臂间距变化不明显;同时合金的耐磨性随铝含量的增多而增大。