新工科背景下轻化工程虚拟仿真教学建设

新工科的建设是在新经济、新产业发展背景下,我国为培养创新型人才而推行的教育体制改革创新。轻化工程是一门工程性和实践性较强的学科,教学过程中优化人才培养结构,强化锻炼学生的实际操作能力,有效提升教学质量是新工科建设下的必然选择。传统工科院校或科研单位所用大部分实验教学仪器精密昂贵、结构复杂、操作难度大、维护成本高,难以适应新工科改革下对人才培养的需求。虚拟仿真实验教学是将现代信息技术与传统实验教学有机融合的新型实验教学方法,在信息技术的辅助支撑下,实现了对传统教学时间和空间上的延伸和拓展。轻化工程虚拟仿真实验和实践教学模式的构建,可在现实实验条件及实习场所不具备或难以满足的情况下,以人机交互体验的学习方式、寓教于乐的表现形式,培养学生的动手操作能力,辅助学生对基础专业知识的认知,是未来学科发展和课程建设的重要组成。新工科背景下,构建适用于轻化工程专业的实验和实践教学模式,通过资源整合与共享机制,有助于提高学生的工程实践能力和科研技术水平,符合新工科对传统教学改革和创新型人才培养的需求。

利用专业期刊资源开展轻化工程专业课程教学改革

本文论述了专业期刊资源在开展轻化工程专业课程教学改革中的作用。以轻化工程专业《造纸原理与工程》课程为例,首先分析了采用传统教学方式讲授专业课程存在的问题,在此基础上,采用线上线下混合式教学模式,利用专业期刊资源开展教学改革,总结分析了实施方法及取得的效果。主要包括:文献案例的引入对知识应用能力的提升,对线上线下混合式教学的辅助作用,以及对考核方式的丰富与完善。专业期刊资源的引入,不仅有利于培养学生理论联系实践的能力,提高思维水平,而且还能将课程内容与行业前沿、研究热点相联系,拓展学生视野,有效地提高了教学效果和学生培养质量。

基于层间垫平的囊匣三维装箱优化设计

目的为提高囊匣的装载率及装箱效率,研究层间垫平的强异构类的三维装箱问题,实现快速计算囊匣装箱方案和衬垫方案并指示装箱。方法基于囊匣实际装箱需求,以衬垫体积最小为目标,设计基于贪心策略与改进的装箱顺序策略的两步优化启发式算法,对装箱与衬垫方案进行优化;并根据不同放置方向,设计不同的输出效果以指示装箱。结果与装箱优化前数据进行对比实验证明,该算法推荐的装箱方案与衬垫方案可以减少木箱的使用数量与体积,减少垫平用衬垫体积7.21%,装箱时间缩短了约一半。结论文中设计的混合启发式算法能为囊匣装箱问题找到合适的装箱与衬垫方案,减少衬垫的使用,提高装载率以及装箱效率。

氨基化改性胶原蛋白的研究进展

胶原蛋白是生物体内重要的组织蛋白,来源广泛,种类繁多,具有良好的生物相容性、可生物降解性以及生物活性等,是一种重要的功能性材料。然而未改性的胶原蛋白理化性质较差,如热稳定性、机械强度及耐酶性等,限制了胶原蛋白的应用范围。因此,如何改性胶原蛋白,从而提高其理化性质一直是研究者们关注的热点。氨基作为胶原蛋白侧链上的主要活性基团之一,是胶原蛋白表面正电荷的主要来源,在与其他物质的交联中发挥不可或缺的作用。因此,氨基化改性胶原蛋白可以增加胶原蛋白上的活性位点,提高其表面电荷,有利于拓宽其应用范围。在此背景下,该文主要介绍了胶原蛋白的理化性质和主要的改性方法,综述了氨基化胶原蛋白在生物医学、环境治理及皮革工业等方面的最新研究进展,并对未来氨基化胶原蛋白在皮革清洁无铬鞣制系统中的应用前景进行了展望。

某型号锂电池全纸化包装件跌落仿真分析

目的验证锂离子电池全纸化运输包装件的防护性能。方法依据锂离子电池的产品特性、流通环境以及包装防护等多方面要求,选用合适的纸质包装材料得到全纸化的包装方案,选用仿真分析软件对包装件进行跌落模拟,得到其应力、应变等相关数据。结果由跌落仿真分析可知,最大应力出现在外壳上盖凸台位置,其应力值为346.06 MPa,超过外壳最大许用应力值(325 MPa),外壳发生破损。锂电池包装件跌落时,外壳等效应力值为1.211 MPa,仿真得到的应力值均未超过材料的许用应力,不会发生损坏。结论该包装结构能够在运输过程中吸收大部分的冲击能量,能很好地保护内部产品不受损伤,具有良好的防护性能。

基于网络教学平台的印刷工程专业实习线上课程的构建与实践

实践教学质量是人才培养过程中的重要评价指标。传统意义上的实习教学环节由于受到教学条件和实施方式的限制,不能全面的对实习任务和效果进行精细化执行和综合科学评价。基于现代互联网的多媒体技术,提供了一种全新的线上教学辅助模式,能够一定程度上克服传统实习教学中存在的不足。本文从目前实习教学中存在的问题、基于网络教学的解决方案框架设计、实习教学线上任务设计和评价,以及在实施过程应注意的事项等方面,探讨了基于网络教学线上平台对线下实习辅助教学的执行过程,为印刷工程专业实习活动的网络化辅助教学构建了实施范例,进一步促进人才实践能力和培养质量的提高。

SF/CMCS的制备及其在老化丝绸加固中的应用

为了对脆弱丝绸文物进行保护修复,延长其寿命,以丝素蛋白(SF)、羧甲基壳聚糖(CMCS)为原料,谷氨酰胺转氨酶为交联剂,制备了丝素蛋白/羧甲基壳聚糖复合材料(SF/CMCS),并将其应用于老化丝绸的加固保护。利用FTIR、XRD、测色配色分光光度计、SEM及伺服高低温控制拉伸机对老化丝绸加固前后效果进行了表征,并对老化丝绸加固前后对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的抗菌性进行了测试。结果表明,与老化丝绸相比,SF/CMCS加固丝绸的颜色无明显变化,物理机械性能有明显提升,抗张强度和断裂伸长率分别提升了319.72%、114.56%。老化丝绸背面有细菌繁殖,SF/CMCS加固丝绸背面并无细菌繁殖,表明SF/CMCS加固丝绸对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌的抗菌性有一定提升。

基于光固化增材制造技术的盲文打印参数设置研究

随着增材制造技术的快速发展,3D打印盲文开始引起人们关注。本研究选用无溶剂混合型光敏树脂,采用光源波长为405nm的UV光固化打印机进行盲文印刷。为获得最佳盲文打印质量,在打印过程中设置不同层高、基本成型时间、单层印刷时间、附着层数以及填充密度5个打印参数,从尺寸精度、耐磨性、耐环境性、粗糙度对打印的盲文质量进行综合评价。采用正交试验法对5个打印参数进行分析,在层高为0.05mm、基本成型时间8s、单层印刷时间65s、附着层5层以及填充密度70%的打印参数下,所打印成型的盲文质量最佳。结果表明采用立体光固化成型技术可以实现凸点盲文打印,并且打印的盲文具有良好的辨识度、防水性、防腐蚀性和耐磨性等特性。

矿化胶原材料的制备、调控及矿化机制研究进展

骨修复材料是当前临床应用需求量最大的生物医用材料之一.Ⅰ型胶原作为人体的主要结构蛋白,是骨组织的主要成分.胶原纤维所具有的独特四分之一错列结构能够引导纳米粒子沉积而实现矿化,因此常作为模板制备矿化胶原材料以模拟骨骼的多级微纳米结构,应用于骨修复领域.全文综述了矿化胶原材料的种类及制备,重点阐述了胶原纤维的矿化机制及调控因素,并简要展望了矿化胶原材料的发展前景及面临的挑战,为矿化胶原材料的制备及矿化机制的探索提供参考.

纸浆模塑品缓冲性能影响因素的仿真研究

目的研究形状、结构参数对纸浆模塑品承载和缓冲性能的影响,为纸浆模塑品缓冲结构设计提供更多参考。方法通过拉伸试验得到材料物理性能参数。对不同形状单元进行静态压缩试验和有限元模拟,对比验证仿真的可靠性。利用Ansys Workbench/LS-DYNA对3种不同形状单元以及3个结构因素的四棱台进行动态冲击模拟,评价其承载性能,并从能量吸收方面评价缓冲性能。结果不同形状单元中,圆台的承载和缓冲性能最佳;随着斜度增大,极限载荷和吸能性能整体呈下降趋势,1°时四棱台单元极限载荷最大,4°次之,1°~4°时吸能性能较好且变化相对稳定;随着长宽比增大,极限载荷和能量吸收整体均呈现下降趋势;极限载荷随着高度增加而减少,高度在10~25 mm时能量吸收不断减少,在25~40 mm时不断增加,在30~40 mm时单位体积吸能较稳定。结论在设计缓冲结构时,尽可能选择圆台状单元,斜度在1°时最佳,4°次之,长宽比在1~1.5最佳,高度在30~40 mm较好。

热湿交互——防寒鞋热湿舒适性研究的难点与进展

对于寒冷地区的人民来说,防寒鞋的热湿舒适性十分重要。文章通过检索知网、Web of Science等中英文数据库,对文献中鞋靴热湿舒适性及热湿耦合作用的相关内容进行总结分析,发现围绕鞋靴热湿耦合的相关研究相对较少,故重点对寒冷环境下防寒鞋的热湿交互作用研究进行归纳整理,以期为防寒鞋的热湿舒适性研究提供借鉴和参考。

米字形填充正方形蜂窝异面平台应力

目的研究冲击速度和结构参数对米字形填充正方形蜂窝异面平台应力的影响规律。方法利用ANSYS/LS-DYNA建立该蜂窝可靠的基于胞元阵列的异面冲击分析有限元模型;基于简化的超折叠单元理论推导该蜂窝的准静态平台应力理论公式,理论值与仿真值相吻合验证理论公式的正确性。对不同壁厚边长比的蜂窝,在不同冲击速度下进行异面冲击仿真分析,利用LS-PrePost软件处理得到相应的接触力-位移曲线,进一步处理得到变形模式和平台应力,并以图表的形式加以展示与分析。结果不同冲击速度下结构参数固定的蜂窝表现出LS、MS和HS等3种不同的异面冲击变形模式,从LS模式转变到MS模式再到HS模式的临界速度分别约为20 m/s和150 m/s;壁厚边长比对变形模式的影响可忽略。结论该蜂窝动态平台应力随冲击速度(或壁厚边长比)的增加而增大,且增长速率不断提高。当其他参数固定时,LS模式和MS模式下该蜂窝的动态平台应力与冲击速度呈二次函数关系,HS模式下动态平台应力与冲击速度的平方呈线性关系;动态平台应力与壁厚边长比呈幂函数关系。基于仿真计算结果,得到了该蜂窝动态平台应力的经验表达式。

真空平板玻璃托盘集装包装系统设计与跌落测试验证

目的对真空平板玻璃进行托盘集装包装系统设计,并进行跌落仿真测试,验证包装方案的可靠性。方法提出运输包装设计五步法。第1步产品及流通环境调研,得到相关信息;第2步包装方案设计及建模,选用瓦楞纸板、胶合板、EVA泡沫和捆扎带等包装材料,利用SolidWorks软件进行三维建模,建立各跌落工况下的几何模型;第3步有限元模型建立,对各包材选用合适的材料模型,并利用试验测得相关性能参数,在所建几何模型的基础上进行接触设置、网格划分和载荷设置;第4步有限元模型可靠性验证,对模型进行实际试验和相应仿真测试,两者结果对比分析;第5步多工况下仿真测试,涉及跌落、冲击、振动等。结果展示最具代表性的角、面和棱跌落仿真测试与相应试验结果,最大误差小于10%,验证了有限元模型的可靠性。进一步展示了跌落下各块玻璃的响应加速度,其中峰值加速度远小于真空平板玻璃脆值所允许的加速度,满足防护要求。结论基于上述运输包装设计五步法,所提出的包装方案满足跌落防护要求,也证实了基于该五步法进行包装防护设计的可行性。

螺吡喃类刺激响应变色聚合物的研究进展

螺吡喃是一类可以对各种外部刺激做出反应而表现出不同性质的化合物。这些刺激可以是物理的、化学的或生物的,它们会导致螺吡喃化合物的结构、形状和性质发生变化。螺吡喃具有两个异构体:闭环的螺吡喃结构(SP)和开环的部花菁结构(MC)。螺吡喃化合物因结构简单、易于修饰和能够对多种刺激做出反应的优点,被广泛应用于制备刺激响应型聚合物和化学传感器。这些聚合物和传感器可应用于各个领域,如建筑、变色织物、光学防伪和离子检测等。本文综述了螺吡喃的合成途径,包括传统的三步合成法、一锅法以及较新的超声和微波合成法,还对螺吡喃聚合物的光致变色、机械力致变色、溶剂致变色、酸致变色、压致变色和热致变色等进行了综述,详细讨论了这些性质的机理、影响因素和实际应用。最后,展望了螺吡喃在设计和开发新型刺激响应材料和化学传感器领域的前景。

三聚氯氰与氨基葡萄糖反应产物的鞣革性能

以三聚氯氰和氨基葡萄糖为原料,合成了N,O-二-(4,6-二氯-1,3,5-三嗪基)-氨基葡萄糖(CG)。通过FTIR和1HNMR对CG的结构进行了表征。并将其用于生皮鞣制实验,以脱灰软化状态的绵羊皮为材料,以单因素实验确定了适宜的鞣制工艺条件为:CG鞣剂用量为7.5%(以灰皮质量计,下同),并采用30、40、45℃阶梯控温模式进行鞣制,各温度对应下的鞣制时间为1、1.5、2 h。结果表明,CG初鞣的坯革收缩温度可达78.9℃,革面洁白细腻,身骨柔软;坯革具有良好的染色性能,经过染整的坯革也具有优异的卫生性能和物理机械性能。

改性胶原复合气凝胶的制备及其对Cr(Ⅵ)的吸附性能研究

采用冷冻干燥法制备了聚多巴胺修饰MXene和氧化海藻酸钠改性胶原(MPAC)复合气凝胶作为吸附剂处理水体中的Cr(Ⅵ)。通过透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)对聚多巴胺修饰MXene(MXene@PDA)和MPAC复合气凝胶进行表征,并研究了氧化海藻酸钠(OSA)用量、胶原浓度、MXene@PDA用量、溶液pH、吸附温度和吸附时间对Cr(Ⅵ)吸附性能的影响。结果表明:通过PDA成功将MXene包覆,并制备出具有三维多孔网络结构的MPAC复合气凝胶。当MPAC复合气凝胶的OSA用量为10%、胶原浓度为5mg/mL、MXene@PDA用量为60%时,对Cr(Ⅵ)的吸附性能最佳。吸附过程在60min时达到平衡,且吸附容量随着pH和温度的增加而减小。

单晶硅片循环包装设计与可靠性分析

目的以某公司M10型单晶硅片为研究对象,基于缓冲包装六步法及4R1D原则设计安全经济的单晶硅片循环包装方案。方法使用Creo软件建立3D模型,利用ANSYSLS-DYNA进行堆码跌落仿真,结合跌落试验结果验证包装的可靠性。结果动态跌落仿真在角跌落工况下,跌落角产生最大应力为34.42 MPa,小于包装箱许用应力40 MPa;产品最大响应加速度为38.71g,发生在棱跌落工况,小于产品脆值50g。试验与仿真平均误差为8.30%,在450 mm跌落高度下。使用此循环包装方案,产品整体破损率降低了8.02%。结论此循环包装的安全性、便利性和经济性优于现有一次性包装的。

数值模拟与鞋靴热湿舒适性评测

热湿舒适性是鞋靴舒适性的重要组成部分。基于知网和Web of Science等数据库,文章对20年来文献中有关鞋靴热湿舒适性的评测方法进行了分析、总结和评价,并介绍了数值模拟用于鞋靴热湿舒适性评测的原理和具体案例,为建立系统的鞋靴热湿舒适性评价体系和制订鞋靴热湿舒适性评价标准提供借鉴和参考。

氨基化石墨烯气凝胶的制备及其对Cr(Ⅵ)吸附性能研究

以四乙烯五胺(TEPA)为氮源和改性剂,对氧化石墨烯(GO)进行氨基化改性,通过一步水热法制备四乙烯五胺-石墨烯气凝胶(TEPA-GA),采用FT-IR、XRD、拉曼光谱、SEM、XPS、TG等方法对产品的化学结构与形貌进行表征及性能检测。结果表明,通过TEPA成功将GO进行氨基化改性,并制备出具有多孔互穿网络结构的TEPA-GA,其具有超轻、密度小及热性能优异等特点。再将TEPA-GA用于对Cr(Ⅵ)的吸附研究,发现在最佳吸附条件下,吸附容量高达342.48mg/g。

印刷工程专业卓越工程师人才遴选指标体系的构建

'卓越工程师培养计划'是一项重大的人才培养模式战略改革,对高质量工程技术人才培养起着关键作用。本研究针对陕西科技大学印刷工程专业卓越工程师培养对象遴选时所出现的问题,根据卓越工程师培养的要求和目标,通过调查问卷的方式建立了卓越工程师遴选的综合评价指标体系,运用层次分析法确定了各特征指标的权重系数,并说明了遴选体系的实际应用。构建的遴选指标体系为卓越工程师的选择提供了有效的评价方法,增加了卓越工程师遴选的科学性与准确性,对于'卓越计划'的有效实施有一定的指导意义。