摘要：为了计算表面强化钢的疲劳极限和局部失效概率,基于渗碳CrMn钢、渗碳CrNiW钢和渗氮CrNiW钢,设计了1种光滑试样和2种缺口试样,开展3种钢材的超高周疲劳试验。使用扫描电子显微镜对疲劳断口进行观察,分析3种钢材的S-N曲线并确定其失效模式。在高应力状态下,试样主要发生由表面加工缺陷与表面夹杂诱发的表面失效,在低应力状态下,试样主要发生由内部夹杂、不均匀基体组织及碎化区诱发的内部失效。使用纳米压痕法对3种钢材由表及里的微观硬度进行测定,渗碳CrMn钢、渗碳CrNiW钢的渗碳层深度分别为500μm与900μm,渗氮CrNiW钢的渗氮层深度为280μm。基于最薄弱环节理论构建了表面强化钢的局部失效概率预测模型,采用建立有限元模型的方法对局部等效应力进行计算,优化表面-内部局部失效概率计算模型的参数计算方法,并对3种钢材的疲劳极限和局部失效概率进行计算。结果表明,模型所计算的疲劳极限和试验结果较为吻合,两者的最大误差为5.37%。该模型计算出的表面局部失效概率和试验结果较为接近,计算的内部局部失效概率和试验结果偏差较小。

摘要：采用立方孔模型建立泡沫金属流道的三维PEMFC几何模型,并与直流道PEMFC模型进行对比分析,其次研究泡沫金属孔隙率对PEMFC反应气体压力分布、反应气体摩尔分数分布以及极化曲线的影响,在此基础上对泡沫金属流道孔隙率分层和孔隙率梯度进行研究。研究结果表明:与直流道相比,泡沫金属流道PEMFC峰值功率密度提高了23.9%;增大泡沫金属流道的孔隙率,可减小氧气的流动阻力,提高PEMFC的输出性能;增大泡沫金属流道沿气体流动方向或厚度方向的分层数量均能够提高PEMFC的峰值功率密度,并且沿厚度方向的分层方案效果更佳;泡沫金属流道沿厚度方向采用孔隙率梯度设计能够明显提高PEMFC的输出性能。当孔隙率梯度k=5%时,PEMFC的峰值功率密度为0.913 W/cm^(2),比k=0时提高了3.87%。

摘要：为了研究SO_(4)^(2-)对含有0.7 mol/L Cl^(-)溶液中304不锈钢腐蚀损伤的影响,采用声发射技术与形貌观察技术分别测试试样腐蚀过程中产生的声信号和腐蚀前后试样表面形貌。结果表明:在Cl^(-)/SO_(4)^(2-)溶液中,随着SO_(4)^(2-)浓度的增加,304不锈钢腐蚀过程产生的AE信号相对能量与幅度较大值、撞击累积数曲线斜率、持续时间等参数先减小后增加;腐蚀坑与龟裂块状的腐蚀产物数量先减少后增加,由龟裂腐蚀产物引起的表面疏松程度先紧密后疏松。试样腐蚀损伤发生的时间因SO_(4)^(2-)离子浓度不同,0、0.10、0.25和0.40 mol/L时试样损伤发生的时间段分别为腐蚀的前中期、前期、后期以及全程时间段。腐蚀损伤程度由强到弱的顺序为0 mol/L>0.40 mol/L>0.10 mol/L>0.25mol/L。综合试样腐蚀形貌与声发射参数,在本试验范围内,对于含0.7 mol/L Cl^(-)溶液中,为了减轻304不锈钢腐蚀发生,添加SO_(4)^(2-)离子的适宜浓度为0.25 mol/L。

摘要：合理的双极板流道结构设计对提高质子交换膜燃料电池(PEMFC)性能具有重要意义。建立单直流道PEMFC的三维模型,并在流道出口处添加矩形挡板,研究挡板间距及堵塞率对PEMFC传质特性和输出性能的影响。在流道出口处添加挡板,可强化流道内反应气体传质效果;增大挡板间距或提高挡板堵塞率,均能提高扩散层中的氧气浓度,改善PEMFC输出性能。提出一种挡板数量为5、间距为0.90 mm、间距差值为0.40 mm、堵塞率为75.00%及堵塞率差值为2.50%的挡板分布设计方案。与无挡板流道相比,该方案的峰值功率密度提高了4.96%。

摘要：目前,在专业工程认证导向下,机械类专业开设的材料科学基础实验课程是培养机械工程相关的技术人才形成良好的实践能力和创新能力的关键学科核心课程之一。为了避免实验问题的继续延伸和提升学生的综合实验素质,笔者结合多年的教学实施情况,总结出实验教学中存在的问题,提出了以团队协作模式进行实验教学,从实验项目的设计、试样的选择、实验理论知识的提炼、团队协作实验等方面阐述材料科学基础实验教学改革,学生在实践过程中不仅获得重要的实验理论知识,而且还提升在实验过程中的问题思考、分析、解决能力,培养团队协作意识,实现以“学生为中心,教师引领”的教学方式,从而达到提高并优化材料科学基础实验的教学效果的目的。

摘要：为解决临床上无法在术前预测泌尿系结石类型的问题,提出一种基于患者CT影像来术前预测结石类型的方法,并开发了基于改进残差网络的泌尿系结石类型术前预测辅助系统,实现了结石类型的术前预测。具体工作包括:首先,以Resnet34作为基础网络,改进了池化层、残差块结构和损失函数,并加入了密集连接结构,从而解决了结石误识别的问题;其次,设计了一种双分支多头自注意力模块,增加了结石区域的特征权重,大大提高了模型性能;最后,通过回顾式研究,建立了包含5709张结石CT影像数据集,按照3∶1∶1的比例随机分为训练集、验证集和测试集,用以对模型进行训练和性能验证。经实验验证,提出的改进残差网络在测试集上准确度达到了72.90%,相对于原网络准确度提升了6.38%,F1分数提高了10%。结果表明,该模型能够有效提高泌尿系结石的术前预测精度并具有潜在的临床应用价值。

摘要：教育部实施的高等院校本科“双万计划”促进高校课程内容与教学的改革,为此,作者结合多年的教学经验,以机械原理课程体系为例,探究符合“金课、金师、金生”的教学模式。首先对学生的学情以及课程特点进行分析,对课程体系内容进行了组合-优化-模块化。采用学生团队协作、线上线下结合或无缝切换、借助图书馆全文数据库、公众号、视频号等推送文献资料与视频,以及以竞赛为契机的拔尖学生培养,实现以点带面等模式进行教学,引领学生主动参与教学活动中。以上措施有助于提升学生的机械综合设计与分析能力,并挖掘学生的自驱力学习能力,以达到初步实现设计并解决复杂的机械传动等工程问题的目的。这为其他课程提供可实施性的教学经验,同时具有教学研究的实际意义。

摘要：为了使学生掌握失效分析技术,教师多年来以文献案例-教案设计-课堂教学-课外学习的思路进行教学。根据教学大纲,对教学内容进行分解并形成知识模块,利用全文数据库查阅文献资料,结合专业特点和培养目标进行教学教案设计。课堂教学中实施师生、生生互动,依据失效分析的程序,教师向学生讲授深层次分析文献研究结果,挖掘失效分析所需内容的有效信息,提出有效的预测-防护-防止措施。此外,课外学习途径与内容的推送有利于拓宽学生的知识领域与视野。文献案例教学法的应用对未来从事失效分析工作的学生在工程选材与加工、新材料与新设备研发及检测、事故责任认定与事件预防预测等方面具有重要的实际意义。

摘要：为了使专业知识与思政元素能够有机螯合,文章以“材料科学基础”课程中的“典型合金的结晶过程分析”章节为例进行了探索,采用了知识点凝练/思政融入法与教学设计法。在教学活动中,根据专业知识点独有的思政内容特性,以PPT播放讲解、板书、动画、案例、推送文献资料和公众号视频等途径进行教学实施。实践证明:学生的思政教学目标达成度为100%,还具有借鉴、提升教师教学水平和延伸学生学习等作用。

摘要：PEMFC具有效率高、功率大、低工作温度、低噪声、清洁无污染等优点,极具发展前景。传统PEMFC双极板气体流场中存在气体分布不均匀、"水淹"等问题,因此流场结构优化设计对改善PEMFC性能具有十分重要的意义。为此,设计了3种不同流道数量的PEMFC蛇形流场,并利用COMSOL软件对模型进行多物理场仿真求解,研究了不同流道数量对流场的压力分布、氧气浓度分布、阴极电流密度分布以及气体扩散层中的水浓度分布等的影响规律。仿真结果表明:随着流道数量的增加,流场的进出口压降减小,促进了气体反应物沿流道方向的输送;氧气浓度分布更均匀,促使反应物参与的电化学反应更加充分;排水效果显著增强。