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Al-Zn-Mg合金热变形不均匀性机理及成形极限研究

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Al-Zn-Mg合金热变形不均匀性机理及成形极限研究

作者：苏宝毅齐鲁工业大学

学位级别：硕士

新能源汽车行业的高速发展使汽车轻量化的重要性日益凸显。Al-Zn-Mg合金(7000系)具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等优点,是理想的轻量化材料之一。此外,热冲压工艺可以有效解决高强Al-Zn-Mg合金的冷成形开裂问题,通过工艺参数优化可... 详细信息

新能源汽车行业的高速发展使汽车轻量化的重要性日益凸显。Al-Zn-Mg合金(7000系)具有密度低、比强度高、耐腐蚀性好等优点,是理想的轻量化材料之一。此外,热冲压工艺可以有效解决高强Al-Zn-Mg合金的冷成形开裂问题,通过工艺参数优化可以成形车身覆盖件用复杂薄壁结构,适用于大规模的工业化生产。然而,Al-Zn-Mg合金在热成形过程中由晶粒尺寸、晶体取向等微观组织演变引起的高温成形缺陷是导致变形不均匀性和局部损伤行为的主要原因,严重制约了Al-Zn-Mg合金在新能源汽车轻量化中的应用。因此,本文以7075铝合金为研究对象,开展了热变形和高温成形实验、理论和模拟仿真研究,通过宏微观实验获取Al-Zn-Mg合金的微观组织演化规律,构建了基于位错密度的晶体塑性模型与相场耦合的多尺度力学模型,分析了晶粒尺寸和晶体取向对Al-Zn-Mg合金热成形过程中变形不均匀性和局部损伤行为的影响,研究了Al-Zn-Mg合金线性、非线性应变路径下的高温成形极限,为Al-Zn-Mg合金的热成形工艺优化提供指导。本文的研究成果为:(1)利用热拉伸实验、微观表征研究了Al-Zn-Mg合金热变形行为和微观组织的演变规律。不同变形温度下的Al-Zn-Mg合金变形不均匀性显著,在350℃下变形的Al-Zn-Mg合金出现了明显的应变局部化,并伴随着韧窝的形成和剪切局部化,在断裂后观察到与加载方向呈45°的剪切带。变形温度高于350℃的Al-Zn-Mg合金热变形相对均匀,在颈缩断裂后未观察到剪切带的产生,具有明显的韧性断裂特征。高温下的动态再结晶行为降低了Al-Zn-Mg合金的平均晶粒尺寸,450℃下的平均晶粒尺寸显著低于350℃和400℃。(2)通过引入全局损伤标量,建立了基于位错密度的晶体塑性(Crystal Plasticity,CP)模型和相场法(Phase Field Method,PFM)耦合的多尺度本构模型。基于DAMASK(Düsseldorf Advanced Material Simulation Kit)软件对CP-PFM耦合模型进行了数值实现。基于EBSD实验数据构建了具有不同平均晶粒尺寸和具有真实晶体取向的虚拟多晶RVE模型。对Al-Zn-Mg合金在热拉伸载荷下的实验和模拟结果表明,晶粒细化导致晶界密度增加,从而使位错密度迅速增加,损伤分布均匀,加工硬化能力提升。此外,相邻晶粒之间不同滑移系的激活协同作用将导致位错密度分布不均匀和局部损伤。(3)通过设计Nakajima高温成形实验,建立了Al-Zn-Mg合金在不同工艺条件下的高温成形极限图。400℃下的Al-Zn-Mg合金韧性断裂特征明显,成形性能最佳。高温状态下Al-Zn-Mg合金各向异性特征减弱,高温动态再结晶降低了各个织构的比例,易于变形协调的Goss织构的比例增加,导致沿轧制方向的成形极限曲线略高于另外两个方向,沿轧制方向的Al-Zn-Mg合金的成形性提升。此外,在Nakajima高温成形实验的基础上,使用耦合CP-PFM模型正确预测了不同加载状态下Al-Zn-Mg合金的高温成形极限和各向异性行为。(4)开展了非线性应变路径下的Al-Zn-Mg合金高温成形极限研究,设计了单向拉伸预应变实验。在变形温度为400℃时,施加单向拉伸预应变后,断口处出现撕裂脊,且韧窝数量减少,但尺寸明显增大,主应变成形极限提高0.109。此外,成形极限应变随着温度的升高和预应变的施加而增大,表明预应变提高了Al-Zn-Mg合金板材的高温成形性。

关键词： Al-Zn-Mg合金晶体塑性变形异质性成形极限非线性应变路径

基于共定位相位成像的白细胞亚结构特征参数研究

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中国激光 2024年第3期51卷 76-84页

作者：查宝飞王祉涵苏衍峰刘辰中国计量大学光学与电子科技学院浙江杭州310018

白细胞分类在血液分析、临床疾病的诊断和治疗中具有重要意义。人工镜检作为血细胞分析的金标准,耗时较长且高度依赖检测人员的经验。定量相位成像可测量细胞各处的相位分布,是研究细胞形态学和生物化学特征的有效方法。利用基于数字全... 详细信息

白细胞分类在血液分析、临床疾病的诊断和治疗中具有重要意义。人工镜检作为血细胞分析的金标准,耗时较长且高度依赖检测人员的经验。定量相位成像可测量细胞各处的相位分布,是研究细胞形态学和生物化学特征的有效方法。利用基于数字全息显微和明场显微成像的共定位相位成像系统对健康人外周血涂片中的5种白细胞进行研究,定量分析了不同白细胞及其亚结构中的相位分布情况,提取出多个有效辅助白细胞分类的特征参数,并进一步分析了镜检中容易混淆的异型淋巴细胞。结果表明,利用提取的细胞亚结构特征参数可对白细胞进行有效分类,也能较好区分异型淋巴细胞。因此,基于共定位相位成像的细胞亚结构特征参数可为白细胞分类、各类血液疾病的诊断和治疗提供依据和参考,且此种方法无须再对常用的染色样品进行特殊处理,应用场景众多。

关键词：生物光学定量相位成像数字全息白细胞亚结构相位分布特征

基于英语学习活动观的初中英语语篇教学设计研究

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基于英语学习活动观的初中英语语篇教学设计研究

作者：苏旖鹏河北科技师范学院

学位级别：硕士

义务教育英语课程标准(2022年版)倡导指向学科核心素养的英语学习活动观,要求教学面向全体学生,尊重学生个体差异,强调活动体验。英语学习活动观主张将学习内容贯穿于活动之中,在学习理解、应用实践、迁移创新的进阶活动中促进学生语言... 详细信息

义务教育英语课程标准(2022年版)倡导指向学科核心素养的英语学习活动观,要求教学面向全体学生,尊重学生个体差异,强调活动体验。英语学习活动观主张将学习内容贯穿于活动之中,在学习理解、应用实践、迁移创新的进阶活动中促进学生语言、思维、文化的融合发展。语篇教学是学生获取信息、丰富认知、训练思维的重要途径,强调整体性而不是字词句。然而,当前我国的初中英语语篇教学仍然停留在单词的理解、句法的分析,导致教学内容碎片化、教学活动单一化。有鉴于此,选取“基于英语学习活动观的初中英语语篇教学”为主题。本研究采用问卷调查法、访谈法和课堂观察法,从兴趣与动机、学习理解、应用实践、迁移创新四个维度分别了解了初中语篇教学现状。研究表明,学习理解类活动设计比较合理,能够针对语篇教学的特点以及语篇内容中所涉及的语言知识设计基于语篇的学习理解类活动;内化语篇的应用实践类活动设计较少,学生参与实践类活动不够积极主动,教师在组织学习活动中缺少对学生的适时、适当的指导;超越语篇的迁移创新类活动设计缺失,教师没有设计这类活动的意识,没有深入思考“迁移创新”的含义,不会设计适宜迁移创新类活动。语篇教学中存在的问题主要有:教学目标设定不准确、学生语篇学习基础薄弱、语篇教学内容单调、教学学方式单一、语篇知识欠缺、语篇拓展活动单一,进而分析了其成因。根据学习活动观理论、英语课标及教学要求,结合初中英语语篇教学实际,归纳出学习理解类活动、应用实践类活动、创新迁移类活动进阶式的英语学习活动设计方法,并为初中英语语篇教学提出三条建议:依据学情设计活动,鼓励学生自主生成;深度研读英语语篇,设计递进学习活动;构建互动对话情境,培养学生语用能力。

关键词：初中英语学习活动观语篇教学核心素养教学设计

一种基于主动学习克里金模型的证据理论可靠性分析方法

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机械工程学报 2024年第2期60卷 356-368页

作者：韦新鹏姚中洋宝文礼张哲姜潮湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082

提出一种基于主动学习克里金模型的证据理论可靠性分析方法,可高效高精度计算出结构失效的可信度与似真度。首先,对不确定变量空间进行离散,并使用拉丁超立方抽样方法生成克里金模型的初始训练样本;其次,推导基于克里金模型快速判断证... 详细信息

提出一种基于主动学习克里金模型的证据理论可靠性分析方法,可高效高精度计算出结构失效的可信度与似真度。首先,对不确定变量空间进行离散,并使用拉丁超立方抽样方法生成克里金模型的初始训练样本;其次,推导基于克里金模型快速判断证据变量焦元类别(正焦元、负焦元或边界焦元)的方法及克里金模型的迭代停止条件;再次,根据焦元类别判断方法发展基于功能函数符号预测正确概率的学习函数,可自适应增加训练样本以提高克里金模型关键区域的精度;最后,在克里金模型并非全局精确的情况下判断焦元的类别,并计算出结构失效的可信度和似真度。数值算例显示,该方法能够高效准确地判断所有焦元的类别,进而计算出结构失效可信度和似真度的确切值。

关键词：结构可靠性认知不确定性证据理论主动学习克里金模型

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ECSP制备及电控燃烧技术研究进展

固体火箭技术 2024年第2期47卷 155-163页

作者：李门李天鹏高欣宝陆军工程大学弹药保障与安全性评估国家级实验教学示范中心石家庄050000 陆军工程大学弹药保障与安全性评估重点实验室石家庄050000

电控固体推进剂(Electrically controlled solid propellant,ECSP)具有点火、燃速及熄火可由馈入电能进行调控的良好性能,而成为一种备受关注的新型推进剂。针对ECSP制备及电控燃烧技术的研究现状,以主氧化剂为分类依据介绍了已公开报... 详细信息

电控固体推进剂(Electrically controlled solid propellant,ECSP)具有点火、燃速及熄火可由馈入电能进行调控的良好性能,而成为一种备受关注的新型推进剂。针对ECSP制备及电控燃烧技术的研究现状,以主氧化剂为分类依据介绍了已公开报道的三类ECSP配方及性能;概述了熔融浇注法和凝胶固化法两种ECSP制备技术路线并分析了其各自的优缺点;从导电机理、电化学分解、热分解三方面分析了ECSP电控燃烧机理;总结了ECSP电控燃烧性能表征试验及ECSP电控燃烧特点;分析了当前公开报道的ECSP电控点火装置的优缺点;最后总结和展望了ECSP在制备技术和电控燃烧机理研究方面的不足和可以深入开展的研究方向。

关键词：固体推进剂电控制备技术机理密度泛函理论

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基于热流固耦合的单井增强地热系统数值模拟

哈尔滨工程大学学报 2024年第6期45卷 1066-1075页

作者：郭志鹏卜宪标赵源李华山王令宝中国科学技术大学工程科学学院安徽合肥230026 中国科学院广州能源研究所广东广州510640 中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江杭州311122

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,... 详细信息

为提高深井换热器的取热效率,借鉴干热岩的开发思路,本文提出了一种单井增强地热系统。对单井套管底部岩体进行小范围压裂改造,将单井套管由封闭式系统改为开式系统来提高单井系统的取热性能。建立了热-流-固耦合的三维非稳态数值模型,研究了单井增强地热系统的系统性能表现和各关键参数的影响。结果表明:与传统深井换热器相比,单井增强地热系统的取热性能有较大提升,相同注入工况下,生产温度和取热功率分别提高了62.21℃和2 612.99 kW;从地热工程周期和优化角度出发,单井增强地热系统流量控制在10 kg/s较为适宜,过小的单井增强地热系统流量导致取热效率较低,过大使得系统运行寿命较短;增大井筒封隔间距、减小内管导热系数是提高系统取热性能的有效方法。本文研究可为单井增强地热系统的理论分析和实际应用提供参考。

关键词：地热能深井换热器增强型地热系统单井多孔介质压裂储层渗透率热流固耦合

内嵌钢筋外包CFRP布复合加固中长圆形木柱轴压性能试验研究

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建筑结构学报 2024年第9期 227-239页

作者：周长东苏宝强罗廷惜郑玉槟北京交通大学土木建筑工程学院

为了研究内嵌钢筋外包碳纤维布(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)复合加固中长圆形木柱的轴压性能，完成了8根中长木柱的轴心受压试验，获取了中长木柱的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线，进而分析了内嵌钢筋数量、CFRP布包裹方式... 详细信息

为了研究内嵌钢筋外包碳纤维布(carbon fiber reinforced polymer, CFRP)复合加固中长圆形木柱的轴压性能，完成了8根中长木柱的轴心受压试验，获取了中长木柱的荷载-位移曲线及荷载-应变曲线，进而分析了内嵌钢筋数量、CFRP布包裹方式对中长木柱轴压性能的影响。研究结果表明：中长圆形木柱轴心受压时有压溃破坏和弯曲破坏两种形式，破坏位置均为初始缺陷较为集中的木节区域；嵌筋加固可以有效提升木柱的受弯性能，较未加固木柱，轴压承载力提高幅度为58.11%～100.68%,在荷载达到965 kN时，纵向应变减小范围为12.03%～28.89%、横向变形减小范围为20.72%～38.57%;包裹CFRP布加固木柱可以使木柱处于三向受压状态，轴压承载力提高65.19%,在荷载达到965 kN时，纵向应变与横向应变分别减小8.7%与67.02%;内嵌钢筋外包CFRP布复合加固木柱可以充分发挥CFRP布的约束作用和钢筋的承压作用，轴压承载力提升幅度为45.66%～121.03%,在荷载达到965 kN时，纵向应变减小范围为19.24%～28.49%,横向应变减小范围为34.05%～79.93%,延性最大可提高22.86%。基于复合加固理论，对试验数据进行拟合，进而提出了复合加固中长圆形木柱的轴压承载力计算公式，并将所得计算值与试验值对比，两者吻合较好，验证了计算公式的可靠性。

关键词：中长木柱内嵌钢筋 CFRP布复合加固轴压试验受力性能

山药多糖对葡聚糖硫酸钠诱导小鼠溃疡性结肠炎的改善作用

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食品与机械 2024年第6期40卷 158-163页

作者：苏韦陈鸿鹏广东药科大学中药学院广东广州510006

[目的]探究山药多糖(YP)对溃疡性结肠炎(UC)小鼠的改善作用。[方法]设空白组、YP组、DSS组和DSS+YP组。通过饮用DSS水溶液搭建模型,治疗组连续灌胃给药7 d。检测各小鼠体重、疾病活动指数(DAI)评分、结肠中炎症因子和NLRP3炎症小体含量... 详细信息

[目的]探究山药多糖(YP)对溃疡性结肠炎(UC)小鼠的改善作用。[方法]设空白组、YP组、DSS组和DSS+YP组。通过饮用DSS水溶液搭建模型,治疗组连续灌胃给药7 d。检测各小鼠体重、疾病活动指数(DAI)评分、结肠中炎症因子和NLRP3炎症小体含量,并进行HE染色分析。用含1μg/mL脂多糖(LPS)的培养液处理RAW 264.7巨噬细胞24 h建立体外细胞炎症模型,同时将一定浓度的YP溶液加入到培养液中与LPS共孵育24 h,酶联免疫吸附试验法检测细胞培养上清中IL-1β、IL-6和TNF-α的含量;免疫印迹法分析细胞中NLRP3炎症小体相关蛋白的表达水平。[结果]与空白组相比,DSS组小鼠体重下降,染色展现大区域溃疡,DAI和炎症因子含量升高。与DSS组相比,DSS+YP组小鼠的肠道损伤得到显著改善,肠道组织中IL-1β、IL-6、TNF-α表达和NLRP3炎症小体激活信号均被显著抑制。在细胞炎症模型中,YP干预处理可显著抑制LPS所致的IL-1β、IL-6和TNF-α的分泌和NLRP3蛋白的表达。[结论]YP可改善DSS引起的小鼠UC,其机制是阻碍NLRP3炎症小体的激活来实现。

关键词：山药多糖葡聚糖硫酸钠溃疡性结肠炎 NLRP3炎症小体

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单壁碳纳米角的制备及电化学应用进展

材料导报 2024年第6期38卷 36-48页

作者：苏咸凯解志鹏张达侯圣平杨斌梁风昆明理工大学真空冶金国家工程研究中心昆明650093 昆明理工大学云南省有色金属真空冶金重点实验室昆明650093 昆明理工大学冶金与能源工程学院昆明650093

单壁碳纳米角(Single-wall carbon nanohorns, SWCNHs)是由单层石墨烯卷曲而成的中空锥状碳纳米材料,通常状态下无法单独存在,一般为以数千根SWCNHs聚集成的球型聚集体,因优异的导电和导热性能、低的密度和大的比表面积而被视为一种极... 详细信息

单壁碳纳米角(Single-wall carbon nanohorns, SWCNHs)是由单层石墨烯卷曲而成的中空锥状碳纳米材料,通常状态下无法单独存在,一般为以数千根SWCNHs聚集成的球型聚集体,因优异的导电和导热性能、低的密度和大的比表面积而被视为一种极具电化学应用前景的碳纳米材料。SWCNHs通常采用激光烧蚀法、电弧放电法和焦耳热法制备,且三种方法的制备过程均未涉及金属催化剂,避免了杂质污染,从而拓宽了其应用领域。在过去20年里,SWCNHs被广泛应用于超级电容器、电化学传感器、锂离子电池、太阳能电池、燃料电池和金属-CO_(2)电池中。众多研究表明,SWCNHs基电化学器件具有高效、稳定、安全的优势,推动SWCNHs的工业化量产和在电化学领域的规模化应用对国家新能源和高端制造业的发展具有重要意义。本文概述了SWCNHs的结构、特性和制备方法,回顾了SWCNHs在电化学领域的研究进展,并对SWCNHs未来的研究方向和发展趋势进行了展望。

关键词：单壁碳纳米角结构特性电化学纳米材料