摘要：“高分子全流程实验”是一门涉及高分子化学、高分子物理和高分子工程的综合设计型实验课程,让学生完成对高分子材料从合成到性能表征及应用的全流程认识和实践过程,旨在培养学生综合运用高分子相关知识的能力,以及解决复杂工程问题的能力。基于工程教育理念,分别从课程内容、教学方法和手段、课程评价体系以及实验课程思政教育方面对课程进行了一系列改革探索,丰富了实验教学资源,提高了本科实验教学水平,为高分子材料与工程专业创新型人才培养提供了新思路。

摘要：精冲模在服役过程中受较大的循环载荷导致的变形会增加其维修成本并缩短模具寿命。综合考量精密模具在热处理过程中产生的形变因素,相变引起的体积膨胀更受关注。设计出了一种新型“井”字型变形模块,研究了D2、DC53和7Cr5Mo2V 3种冷作模具钢在不同真空热处理工艺下相变引起的尺寸变化规律。结果表明:在1030℃淬火后,DC53钢的最大形变率约为0.65%;在210℃低温回火和520℃高温回火后,7Cr5Mo2V钢的最大形变率分别约为1.04%和1.81%。影响模具热处理变形的因素是残留奥氏体含量、二次碳化物析出的量和马氏体特征参数等。经210℃低温回火后,7Cr5Mo2V、D2和DC53钢的残留奥氏体体积分数分别为14.44%、13.21%和11.43%;520℃高温回火后,残留奥氏体体积分数均显著减少,分别为6.04%、3.39%和2.53%。

摘要：实际工程结构设计中往往将复合材料层合板看成均匀的各向异性板,并用等效弹性模量来表征层合板的刚度。为便于表征复合材料层合板的弹性性能,本研究从理论计算和ANSYS ACP仿真模拟两方面研究单层工程弹性常数与刚度系数的关系、[0/90]_(S)正交对称层合板的等效弹性模量、准各向同性层合板的等效弹性模量和铺层顺序对对称层合板等效弹性模量的影响。结果表明,单层工程弹性常数与刚度系数有较为简单的对应关系;[0/90]_(S)正交对称层合板的等效弹性模量约为单层正轴弹性模量E_(L)与E_(T)之和的一半;准各向同性层合板的等效弹性模量约为E_(L)与E_(T)之和的三分之一;改变铺层顺序后,层合板的等效弹性模量没有发生变化,但对层合板的弯曲刚度有较大影响;并用理论验证有限元解法的合理性,为复合材料层合板的应用设计提供了理论和仿真模拟指导。

摘要：通过Thermo-Calc热力学计算、扫描电镜(SEM)、电子背散射衍射(EBSD)、拉伸试验和机器学习,从相转变、几何必需位错密度、晶界类型以及晶界密度的角度,设计并研究了退火温度对转向架用中Mn低密度中厚板组织性能的影响。结果表明,室温下低密度钢的热轧组织为δ铁素体、奥氏体和马氏体;退火时,基体会发生逆转变以及原奥氏体的长大,且在退火过程中产生的奥氏体的稳定性会随着退火温度的升高而降低;随退火温度的增加,试验钢的几何必需位错密度不断减小;退火过程中晶粒的长大和马氏体板条合并会导致组织中的原奥氏体界面(PAG boundaries)和马氏体板条界面(Lath boundaries)密度下降;退火后,试验钢的断后伸长率相比热轧态有显著提升,其屈服强度随退火温度的增加而降低;热轧态及退火后的试验钢在拉伸测试中均表现为均匀变形,并发生了解理断裂;在820和880℃退火后,试验钢的屈服强度分别达到了491和413 MPa。

摘要：高重频卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)具有精度高、捕获快、观测数据量大、可靠性高等优势。但随着重复频率提升至百千赫兹以上,现有测量时序电路无法达到系统运行处理速度和实时后向散射规避等要求。本文提出超高重频卫星激光测距时序电路设计方法,采用FPGA代替控制计算机进行门控距离实时计算,精确产生门控信号控制探测器开启,并使用了收发交替的方式实时调整激光点火信号以规避后向散射干扰。能够自主完成激光测距中距离门控输出时刻的计算、存储和信号输出,最高工作频率大于500 kHz,满足百千赫兹超高频率测距的要求。该系统已成功应用于上海天文台100 kHz重复率SLR,标准点精度突破200μm,验证了基于FPGA的测距时序电路的正确性和潜力。该电路设计简单、分辨率高、上位机交互方便,为百kHz~MHz的超高重频SLR系统时序控制电路设计提供有效解决方案。

摘要：高频压电微机械超声换能器(PMUT)应用于各种场景,如指纹识别、无损检测、医疗成像。在当前非侵入式血管成像应用中,存在换能器使用锆钛酸铅压电陶瓷(PZT)及局限于1-D PMUT阵列的问题。设计并制作了一种基于ScAlN材料压电薄膜的2D-PMUT阵列。为了进一步得到阵列最佳的输出性能,降低栅瓣影响,设计了间距为波长的1/2(300μm)的并联六边形阵列,增大了填充因子,降低了阻抗,提高了输出电流。采用SOI晶片作为PMUT的基本结构,设计了微机电系统(MEMS)工艺流程,并完成了晶片制作。通过扫描电子显微镜和聚焦离子束切割确定PMUT的形貌和结构尺寸,并且测得在水中的谐振频率为2.36 MHz。仿真与测试结果表明,测试误差为9.2%,位移灵敏度较好,有望满足非侵入式血管成像应用需求。

摘要：碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)导电性差,无法满足飞机航行过程中的雷击防护需求。金属化碳纳米管薄膜具备轻质、高导电、高载流的特点,可应用于复合材料雷击防护。采用电化学沉积工艺成功制备了一种碳纳米管(CNT)/Cu复合薄膜,并对其微观结构、电学性能及载流失效行为进行了表征分析。结果表明,CNT/Cu复合薄膜柔性较好,具有明显的梯度结构,铜的含量在薄膜厚度方向上逐渐递减。复合薄膜电导率与Cu同一量级,比电导率为Cu的2倍,载流量及比载流量分别为商用铜网的1.4倍和7倍。复合薄膜中的CNT抑制了Cu在大载流作用下电迁移的发生,进而延长其载流失效时间。基于CNT/Cu复合薄膜制备了CFRP雷击防护试样,进行人工模拟雷击试验及高精度损伤分析,评估雷击防护效果。与商用铜网雷击防护材料相比,CNT/Cu复合薄膜质量减轻61%,且表现出更为优异的雷击防护性能。

摘要：天然水硬性石灰(NHL)早期强度低、固化慢的特性影响其在石质文物中的广泛应用,提高NHL早期综合性能是一项具有应用价值的研究。三乙醇胺(TEA)是水泥中常用的早强剂,碳酸二乙酯(DEC)是一种高效稳定的CO_(2)吸收剂,文中将两者复掺改性天然水硬石灰浆体,以提高早期硬化反应效率和力学强度。结果表明,复掺改性使TEA与DEC能够发挥出高效的协同作用,促进水化和碳化反应;降低浆体内部的总孔隙率,促使内部更致密、基体结构更稳定;当TEA-DEC复掺参数质量分数为0.3%、0.5%时,综合改性效果最佳,初凝和终凝时间分别缩短了18%和45.5%,力学性能得到明显改善,养护28 d时抗压强度可提高27.3%,相当于欧洲标准中NHL5的强度水平。

摘要：研究了微波脱蜡工艺过程以及可能影响微波脱蜡效果的几个因素,包括面层粉液比、背层数量、模壳放置的位置、微波功率的大小等。试验结果证明了微波脱蜡工艺的可行性,并证实了影响微波脱蜡效果的主要因素是背层数量、模壳设计及蜡料的成分。

摘要：前轴承座上半属于壳体类构件,两侧对称,但壁厚不均匀,材质为HT250。分析铸件结构特点,制定了分别从轴承座底面和顶面浇入的两种底注式浇注方案,分型面皆在轴承座底面。通过数值模拟对两种方案的温度场、速度场、缺陷等进行分析可知,从轴承座顶面浇入的缺陷较大且不利于消除,故选择从轴承座底面浇入的方案,并对此方案进行优化处理。针对铸造过程中产生的缩凹、缩松、缩孔等缺陷,分别增设了冒口、冷铁并进行优化。最终使铸件中的缺陷几乎全部消除,较大的缺陷均集中在浇注系统中,对铸件无影响。