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喷射成形Al-Si系高硅铝合金组织与性能的研究

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喷射成形Al-Si系高硅铝合金组织与性能的研究

作者：李浩江苏科技大学

学位级别：硕士

高硅含量铝合金是极具前途的用于航空航天电子器件、汽车发动机、空调机等轻质、低膨胀、高耐磨材料，而硅相粗大是妨碍其应用的关键。利用快速凝固技术制备这类合金，可使硅相明显细化，从而改善各项性能。本论文利用江苏豪然喷射成... 详细信息

高硅含量铝合金是极具前途的用于航空航天电子器件、汽车发动机、空调机等轻质、低膨胀、高耐磨材料，而硅相粗大是妨碍其应用的关键。利用快速凝固技术制备这类合金，可使硅相明显细化，从而改善各项性能。本论文利用江苏豪然喷射成形合金有限公司自主研发的双喷嘴扫描喷射成形技术，制备了27%Si-Al、42%Si-Al、50%Si-Al一系列不同硅含量的高硅铝合金，采用热等静压技术对合金进行了致密化处理，获得了φ400mm×700mm大规格的硅铝合金。通过室温力学性能测试、热膨胀系数测试及摩擦磨损性能试验，采用光学金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜等手段对显微组织和性能进行了研究。分析了硅含量对喷射成形硅铝合金微观组织、热膨胀性能的影响，利用UMT-2摩擦磨损试验机，研究了加载力、转速、温度等对硅铝合金摩擦磨损性能的影响。主要研究成果如下：喷射成形态组织与铸造态组织相比，初生硅相明显细化，呈均匀弥散分布，富Al相围绕Si相间隙呈网络分布。随着硅含量的增加，合金凝固区间增大，初生硅相的数量增加，平均尺寸增大，由全部颗粒状分布逐渐演化呈部分颗粒、部分骨架状分布，这种均匀弥散分布的结构有利于降低合金的热膨胀系数。利用热膨胀仪研究了合金的热膨胀系数，随着温度的升高，合金的热膨胀系数逐渐增大。室温至200℃时，27%Si-Al、42%Si-Al、50%Si-Al合金热膨胀系数分别为14.76×10K、9.75×10K、9.29×10K;随着硅含量的增加，合金的热膨胀系数逐渐降低，通过硅含量的调整，可以控制合金的热膨胀系数。经热等静压致密化处理后，随着硅含量的增加，合金的抗拉强度和抗弯强度呈下降趋势。27%Si-Al、42%Si-Al、50%Si-Al合金的平均抗拉强度分别为196MPa、143MPa、135MPa;三点抗弯强度分别为260MPa、232MPa、228MPa;27%Si-Al合金的延伸率为9.5%,42%Si-Al与50%Si-Al合金的延伸率不超过1%。由于硅含量的增加，合金的延伸率迅速下降，塑性、韧性降低。利用UMT-2摩擦磨损仪研究了合金的摩擦磨损性能，随着硅含量的增加，摩擦系数呈上升趋势，27%Si-Al合金磨痕主要以铝基体相的塑性变形为主，存在少量的磨屑，42%Si-Al合金和50%Si-Al合金，存在着大量初生硅相断裂、剥落、脱落的现象，磨损机理由粘着磨损为主逐渐转变为磨料磨损;加载力的上升，使得摩擦系数总体呈下降趋势，这与载荷增加使得初生硅相脱落、碎化，形成转移膜而发生三体磨损有关;转速主要通过影响亚表层形变速率和由摩擦热引起表面温度升高来影响硅铝合金的耐磨性，对于低含量硅铝合金这种影响效果比较显著;温度的升高，使得27%Si-Al合金产生严重的粘着磨损，摩擦系数波动较大，硬质硅相不能起到很好的支撑作用来抵抗材料的磨损，而42%Si-Al合金和50%Si-Al合金，随着硅含量的增加，摩擦曲线波动幅度减小，硅相可有效抵御温度对材料的软化作用，起到有效支撑，磨损机制为粘着磨损与磨料磨损混合机制。

关键词：喷射成形高硅铝合金电子封装组织与性能摩擦磨损

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喷射成形7475铝合金组织和性能的研究

喷射成形7475铝合金组织和性能的研究

作者：朱玉桂上海交通大学

学位级别：硕士

本论文主要采用金相、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱等测试手段,对喷射成形7475铝合金的沉积态、热加工状态、热处理态和超塑性态进行了显微组织、抗应力腐蚀性能和力学性能研究,总结了从喷射成形制坯到热处理完成之后,整个工艺... 详细信息

本论文主要采用金相、X射线衍射、扫描电镜、透射电镜、能谱等测试手段,对喷射成形7475铝合金的沉积态、热加工状态、热处理态和超塑性态进行了显微组织、抗应力腐蚀性能和力学性能研究,总结了从喷射成形制坯到热处理完成之后,整个工艺过程中超塑性高强铝合金的显微组织和力学性能演变规律,从而为不断优化超塑性高强铝合金设计、优化喷射成形工艺过程和热处理工艺过程参数提供依据,以达到充分提高材料使用性能的目的,研究结果主要如下: 采用全自动控制往复喷射成形技术制备了Ф360×1200 mm的7475铝合金喷射成形坯,坯件表面细致,车2~3 mm成圆。喷射成形坯晶粒为等轴状,粒度均匀,主要在30～50μm之间,组织无明显宏观偏析,致密度达到97%。晶界网格化分布,界面上析出不连续的条状相,晶内弥散着大量细小的针状的一次析出相。喷射成形坯组织主要由α（Al）,MgZn2和Al2Cu组成,同时有少量Al2CuMg。经过T6热处理后,晶界上网络状的第二相,三角晶界之间的第二相都大量减少,甚至消失,晶界也随之变细。晶内的针状相还依然大量存在。EDS分析结果表明,三角晶界处的第二相中的Mg,Cu和Zn由原来的5.94%, 9.41%和27.58%下降到2.33%,1.65%和7.73%。挤压后经过固溶处理后,纤维组织仍然明显,说明挤压后晶粒沿挤压方向明显拉长,同时,第二相已经最大化的溶入α（Al）基体中,这为后续时效处理时粒子的弥散析出做好了准备。喷射成形材料经小挤压比变形后达到全致密,480℃固溶4h+135℃/ 16h时效的T6态性能最优,σb为625~635MPa,δ为12~12.6%,显示控制往复喷射成形铝合金锭坯冶金质量优越。采用双级时效有利于提高塑性和抗应力腐蚀能力,因此,综合考虑,为获得较高的强度、塑性和抗应力腐蚀能力,比较合适的喷射成形7475铝合金时效处理工艺为:120℃/6h+185℃/6h。

关键词：喷射成形 7475铝合金热处理超塑性显微组织力学性能

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基于静力虚拟变形法的桥梁结构损伤识别研究

基于静力虚拟变形法的桥梁结构损伤识别研究

作者：叶亮浙江工业大学

学位级别：硕士

虚拟变形法诞生之初用于结构快速重分析,然后逐渐发展至用于结构损伤识别。然而,目前静力虚拟变形法在结构损伤识别中的应用仍局限于平面桁架结构以及桥梁吊杆。因此,本文进行了静力虚拟变形法用于桥梁结构梁单元的损伤识别研究,进一步... 详细信息

虚拟变形法诞生之初用于结构快速重分析,然后逐渐发展至用于结构损伤识别。然而,目前静力虚拟变形法在结构损伤识别中的应用仍局限于平面桁架结构以及桥梁吊杆。因此,本文进行了静力虚拟变形法用于桥梁结构梁单元的损伤识别研究,进一步拓展了静力虚拟变形法在结构损伤识别中的应用范围。主要工作内容及结论如下:(1)在已有的静力虚拟变形法损伤识别理论的基础之上引入应变转换矩阵,将基于静力虚拟变形法的损伤识别理论的应用范围从平面桁架和桥梁吊杆拓展到了桥梁结构梁单元,并构建了与空间梁单元三种变形相对应的三个损伤因子分量。(2)重新构建了静力虚拟变形法的损伤识别目标函数,并根据目标函数变量具有特定上下限的特点,引入模拟退火法用于损伤识别目标函数的求解。此外,用MATLAB编写目标函数求解程序,实现了目标函数的精确求解。(3)以平面桁架有限元模型为算例,对静力虚拟变形法在平面桁架结构损伤识别的可行性以及模拟退火法用于损伤识别目标函数求解的适用性进行了验证。其结果表明:静力虚拟变形法在平面桁架损伤识别中,识别结果精确;模拟退火法在损伤识别目标函数求解中,适用性很好。(4)以连续梁有限元模型为算例,设计了六种不同损伤程度和损伤位置的损伤工况,详细介绍了运用静力虚拟变形法进行损伤识别的过程,对静力虚拟变形法用于三维梁单元损伤识别的适用性和准确性进行了研究。其结果表明:静力虚拟变形法在连续梁单元的损伤识别中,损伤定位准确,损伤定量精确。(5)以某一实桥为研究对象,根据静力虚拟变形法的损伤识别原理,划分损伤识别单元、布置传感器并设计了桥梁静载试验。然后根据静载试验数据和有限元模型计算结果,计算桥梁空心板梁各单元的损伤程度,最后以现场实际观测情况对损伤识别结果进行了验证。

关键词：损伤识别静力虚拟变形法应变转换矩阵模拟退火法

猪IGF1基因启动子活性分析及其表达调控的相关研究

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猪IGF1基因启动子活性分析及其表达调控的相关研究

作者：邓浩辉华南农业大学

学位级别：硕士

胰岛素样生长因子1(Insulin-like growth factor 1,IGF1)是胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factors,IGFs)系统的成员之一,其在动物生命活动过程中发挥着重要的作用。研究表明,IGF1能介导动物初生后生长激素(GH)对生长的调节作用,... 详细信息

胰岛素样生长因子1(Insulin-like growth factor 1,IGF1)是胰岛素样生长因子(Insulin-like growth factors,IGFs)系统的成员之一,其在动物生命活动过程中发挥着重要的作用。研究表明,IGF1能介导动物初生后生长激素(GH)对生长的调节作用,而GH位于生长轴的中心位置,是调节动物生长的主要激素。IGF1在许多细胞过程中发挥促有丝分裂的作用,体内外试验也证明IGF1能促进组织生长并且参与组织代谢活动。目前,已经有大量关于畜禽IGF1基因对生长速度和胴体性状等影响的研究,研究证明血浆IGF1水平与生长速度、采食量、胴体组成和肉质性状、繁殖性能等多种性状相关。在畜禽中对IGF1基因的研究结果,对进一步了解其作用机理和在动物遗传育种中进行应用打下良好的生物学基础。以前关于IGF1基因的研究更多关注的是其基因组水平的DNA多态性与生长及肉用性状的相关关系,大量的研究也验证了一些与生产性能相关的多态性位点。然而,生物个体的性状差异主要还是由基因表达水平的差异所决定,研究基因表达水平的差异可能会发现产生性状差异的主要原因。鉴于IGF1在动物生命活动过程中发挥重要的作用,认清它的作用机理对人类了解和调节生命过程以及改良畜禽品种、提高生产效益具有十分重要的意义,本研究运用启动子活性分析、ChIP、超表达、qRT-PCR等技术,从转录调控水平研究IGF1在猪成纤维细胞的表达调控机制,结果证实IGF1基因在猪成纤维细胞中可以是通过poly(dA:dT)tract、C/EBPα信号通路进行转录调控。研究结果将有助于进一步了解IGF1的分子调控机制,有助于深入了解其对猪生长发育的作用机制,进而为探索提高猪生长效率的分子基础提供重要依据。主要研究结果如下:1、克隆获得了IGF1基因+1(以网上公布的mRNA序列的第一个碱基为+1)前面2775bp的5′调控区。2、成功构建了猪IGF1基因启动子报告基因重组体,并转染猪胎儿成纤维细胞,结果表明,启动区-381/+2活性最高,同时推测在-381/-100区域存在顺式作用元件。3、成功构建了含不同基因型poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的报告基因重组体,并转染猪胎儿成纤维细胞,结果表明,含有9-T、10-T、11-T的纯合poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的活性呈依次增加的趋势,且含11-T的纯合poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的活性显著高于含9-T、10-T的纯合poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的活性(P<0.05);而含12-T的纯合poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的活性明显地减少,显著低于含11-T的纯合poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的活性(P<0.01)。4、通过共转染pcDNA3.1-C/EBPα和含不同基因型poly(dA:dT)tract的IGF1核心启动子的报告基因重组体,结果显示共转染后各IGF1启动子活性显著低于各同基因型而没有共转染的IGF1启动子活性,表明转录因子C/EBPα对含不同基因型poly(dA:dT)tract的IGF1基因的表达均具有负调控作用,而且共转染后各基因型IGF1启动子的活性相似,表明不同基因型的poly(dA:dT)tract对C/EBPα调控IGF1基因表达产生一定的影响,其中含11-T的IGF1基因的活性变化最显著,其次为含10-T的,再到含9-T、12-T的,其变化的程度与不同基因型的poly(dA:dT)tract对IGF1启动子活性的影响一致;超表达C/EBPα后,能够显著地抑制IGF1的转录,也表明C/EBPα对IGF1的转录具有较好的负调控功能。5、采用ChIP技术,证实C/EBPα可通过与IGF1启动子区-286和-1254位点的C/EBPα结合位点结合,参与IGF1基因的表达调控,从而抑制IGF1的表达。结合启动子活性分析结果,核心启动子-381/-100区域对IGF1的表达起基础转录作用,而C/EBPα则抑制IGF1的表达。

关键词：猪 IGF1 启动子 Poly(dA:dT)tract C/EBPα

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淤泥再生混合轻质土工程特性的试验研究

淤泥再生混合轻质土工程特性的试验研究

作者：金菲力浙江工业大学

学位级别：硕士

混合轻质土主要由原料土、轻质材料、固化剂和水等组成。从环境保护的角度出发，轻量化技术是将疏浚淤泥、工程废弃土、废弃泡沫塑料、工业废料粉煤灰、废石膏等转化为轻质土并进行综合利用，可产生良好的经济效益、环保效益和社会效益... 详细信息

混合轻质土主要由原料土、轻质材料、固化剂和水等组成。从环境保护的角度出发，轻量化技术是将疏浚淤泥、工程废弃土、废弃泡沫塑料、工业废料粉煤灰、废石膏等转化为轻质土并进行综合利用，可产生良好的经济效益、环保效益和社会效益。因此，研究开发既不污染环境，又能将大量工程废弃土进行处理，将其转化为再生资源，从而达到满足环境保护和实现可持续发展的要求，这具有重要的理论和现实意义。在前人研究工作的基础上，本文通过无侧限抗压强度试验、常规三轴和直剪试验等手段对淤泥再生混合轻质土的制备、强度和变形特性开展了一系列研究工作，其主要成果如下：(1)轻质土试样的制备主要分为称料、混合搅拌、入模和养护等四个步骤。考虑到新鲜水泥有一定空隙率，建立了淤泥再生混合轻质土的配方公式;通过密度试验和无侧限抗压强度试验分析了EPS颗粒体积含量、水泥掺入比以及养护龄期等对混合轻质土密度和无侧向抗压强度的影响。(2)通过不固结不排水三轴压缩试验和直剪试验，分析了EPS颗粒体积含量、水泥掺入比、围压以及养护龄期等因素对混合轻质土变形特性的影响。(3)通过直剪试验表明淤泥再生混合轻质土的剪应力-剪切位移关系曲线有应变硬化和应变软化两种特性，主要取决于法向应力、EPS颗粒体积含量、水泥掺入比以及养护龄期等。(4)通过不固结不排水三轴试验和直剪试验表明淤泥再生混合轻质土的p-q或p-S曲线呈线性关系，可用q mp或S ptan c表示，其中参数α或c值随着EPS颗粒体积含量的增大而减小，而随着水泥掺入比的增大而增大，但对m和φ的值影响很小。(5)轻质土试样的破坏形态主要有剪切破坏、鼓形破坏以及无明显破坏面的压密形态等，其破坏形态主要与围压和龄期有关。

关键词：淤泥再生混合轻质土配比轻量化变形特性强度特性

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GPS技术在码头变形监测中的应用研究

GPS技术在码头变形监测中的应用研究

作者：蒋清吉浙江工业大学

学位级别：硕士

近年来，随着GPS技术的不断发展，GPS已经被广泛的应用于桥梁、高层建筑等大型工程结构的健康监测。GPS静态相对定位所具有的高精度，使它逐渐成为大型结构物监测中极其重要的监测手段。本文以GPS在码头结构健康监测中的应用为背景，系... 详细信息

近年来，随着GPS技术的不断发展，GPS已经被广泛的应用于桥梁、高层建筑等大型工程结构的健康监测。GPS静态相对定位所具有的高精度，使它逐渐成为大型结构物监测中极其重要的监测手段。本文以GPS在码头结构健康监测中的应用为背景，系统深入地研究了GPS在应用过程中网形的优化设计、多路径效应以及实际结构现场监测等一系列关键技术问题。本论文主要就GPS技术在运河码头中的应用进行了研究。从GPS基本原理出发，对码头上控制网的布设、选点以及优化设计做了详细的论述。在此基础之上，以结构长期变形与短期位移监测为侧重点，进一步对GPS技术用于实际工程结构的现场监测进行了系统研究。利用杭州崇贤码头三年来结构位移GPS监测数据，结合常规监测手段作比较，讨论了GPS结构长期变形监测的应用效果，同时总结了GPS在实际工程应用中测点布置、监测过程、数据处理等方面需注意的问题。此外，本文在对GPS测量过程中的误差来源与影响规律，以及如何减少误差影响，提高观测精度进行了针对性的探讨，同时分析研究了观测数据文件，对观测成果进行了检验分析。最后，对本文的研究工作进行了总结，并对下一步的工作方向进行了展望。

关键词： GPS 变形监测数据处理相对定位

基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制系统研究

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基于内模控制的喷射成形漏包液位时滞控制系统研究

作者：张遵祥南京航空航天大学

学位级别：硕士

现代工业控制场合,时滞给生产带来的不利影响已不容忽视,在喷射成形漏包液位系统中尤为明显。本文以企业实际喷射成形生产为背景,从时滞控制角度系统地研究漏包液位控制技术及其实现。主要工作内容如下:(1)针对金属熔体从熔炼区至漏包... 详细信息

现代工业控制场合,时滞给生产带来的不利影响已不容忽视,在喷射成形漏包液位系统中尤为明显。本文以企业实际喷射成形生产为背景,从时滞控制角度系统地研究漏包液位控制技术及其实现。主要工作内容如下:(1)针对金属熔体从熔炼区至漏包转移过程存在的问题,设计了熔体转移总体控制结构,重点研究了漏包液位系统控制策略,对漏包液位系统的传动机构进行了数学建模和分析。(2)对时滞系统的控制算法进行了研究。分析推理了时滞环节对系统稳定性的影响,在研究时滞控制相关算法基础上,从时滞系统控制性能角度进行了仿真比较,针对漏包液位系统特点提出了改进的内模控制结构。(3)针对内模控制算法的模型获取问题,研究了漏包液位系统辨识算法。确定了系统正模型和逆模型辨识结构。为了获得更加准确的漏包液位系统模型,提出了基于聚类粒子群优化的径向基神经网络辨识算法,仿真结果表明其辨识精度有了较大提高。(4)对漏包液位系统进行了建模仿真。利用采集的生产数据,使用改进的神经网络算法对系统的正模型和逆模型进行辨识。设计了漏包液位系统的内模控制器和辅助控制器,在Simulink环境下针对可能出现生产状况进行了仿真模拟,表明了控制策略的可行性。(5)进行了喷射成形漏包液位控制系统开发。对系统的硬件进行配置,完成了控制程序和界面开发。通过实际的喷射成形生产对液位控制系统进行了测试,表明了本文设计的漏包液位控制系统的控制精度较原有系统大幅度提高,达到了预期的设计指标。

关键词：时滞漏包液位内模控制神经网络喷射成形

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某独塔斜拉桥荷载试验研究

某独塔斜拉桥荷载试验研究

作者：周晟亮浙江工业大学

学位级别：硕士

斜拉桥由于跨越能力好、通航影响小、整体刚度大、抗震性能好以及造价低等优势成为了大跨度桥梁结构中最主要的桥型之一,我国现代化桥梁也越来越多的选用了斜拉桥桥型。随着斜拉桥跨度不断增大,斜拉塔结构形式不断更新,通过荷载试验来... 详细信息

斜拉桥由于跨越能力好、通航影响小、整体刚度大、抗震性能好以及造价低等优势成为了大跨度桥梁结构中最主要的桥型之一,我国现代化桥梁也越来越多的选用了斜拉桥桥型。随着斜拉桥跨度不断增大,斜拉塔结构形式不断更新,通过荷载试验来检验斜拉桥的成桥质量是十分必要的。斜拉桥的荷载试验不仅可以直接反映出桥梁的安全性以及适用性,还可以为同类桥梁设计积累经验,为将来桥梁在运营及养护过程提供必要的基础性资料。本文依托某异型独塔斜拉桥工程,对该斜拉桥进行荷载试验研究,主要研究内容如下:运用有限元软件Midas/Civil 2012对该斜拉桥进行建模,计算该斜拉桥在设计活荷载作用下的内力与变形,得到试验控制截面;计算在各试验工况下,桥梁控制截面的挠度与应变的理论解;对桥梁进行模态分析,得出桥梁的前三阶振型,得到其固有频率。验证桥梁的设计合理性,并为将来同类桥梁的有限元建模提供参考。本次荷载试验通过静载试验测定该斜拉桥的主梁正应力及其沿梁高、梁宽的分布规律、主梁竖向挠度、索塔应力、斜拉索索力以及裂缝开展情况;通过动载试验对桥梁的动力特性和在特定动荷载作用下桥梁的动应变进行了测定。通过荷载试验实测数据与有限元模拟理论解的比较,评估该斜拉桥的工作状况。研究表明,该斜拉桥外观良好,梁桥结构的工作状态良好,动力性能满足设计要求,结构总体满足公路I级承载力及刚度要求。本文的研究结果可以为同类型桥梁的荷载试验提供借鉴,也可以为斜拉桥设计方法与试验规范提供数据参考。

关键词：斜拉桥有限元静载试验动载试验