梯度强化材料中疲劳裂纹扩展的扩展有限元模拟

表面强化处理作为一种提高疲劳强度和寿命的方法,被广泛应用于工程构件中。这种处理会在构件的亚表面形成硬化层并引入残余压应力,从而提高疲劳性能。由于表面硬化层的微结构和力学性能具有梯度特征,疲劳裂纹在这种梯度层内的裂纹扩展行为难以定量预测。其中残余应力在裂纹萌生和裂纹扩展中起到十分重要的作用。本工作采用扩展有限元方法(XFEM),结合内聚力模型对梯度材料进行建模和计算。建模的对象选择表面强化的S38C钢,其具有梯度分布的微结构及残余压应力层。通过断裂能实验和拉伸试验,确定梯度材料的基本力学属性,建立内聚力模型单元。在此基础上,应用XFEM方法对疲劳裂纹扩展行为进行模拟计算,并与实验结果对比,找到一种可以解决梯度材料定量预测裂纹扩展行为的方法

HIV-1 CAP2NC蛋白的表达及体外自组装

构建并表达HIV-1 CAP2NC蛋白,探索其体外自组装条件。通过PCR技术扩增HIV-1(NL4-3毒株)CAP2NC基因片段,并将其连接到原核表达载体pTO-T7,获得重组质粒pTO-T7-CAP2NC,然后转化至大肠杆菌BL21(DE3)菌株,经疏水层析纯化后获得重组蛋白CAP2NC。SDS-PAGE结果表明,重组蛋白CAP2NC可在大肠杆菌可溶高效表达,经纯化后纯度约为95%。ELISA检测表明重组蛋白CAP2NC可被HIV-1衣壳蛋白特异性单克隆抗体识别,具有较好反应活性。重组蛋白透析后在非原性SDS-PAGE中呈现为多种聚体形式。分子筛排阻层析分析CAP2NC蛋白透析后可进行组装,负染电镜进一步观察显示CAP2NC蛋白在RNA存在条件下,可形成空心管状颗粒,其形态结构与HIV-1病毒衣壳体外自组装形成的类似。上述结果表明HIV-1 CAP2NC蛋白具有体外自组装的性质,为进一步在体外研究非成熟病毒样颗粒结构奠定基础。国家自然科学基金(Nos.81671645,81371818)资助~

基于肠肝轴研究栀子苷对非酒精性脂肪性肝炎大鼠的影响

目的观察栀子苷对非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)大鼠的影响,并基于肠肝轴探讨栀子苷防治NASH的作用机制。方法将35只大鼠按随机数字表法分为5组,每组7只。即正常组、模型组、栀子苷组、盐酸吡格列酮组及培菲康组。除正常组外,其余28只大鼠采用高脂饮食16周建立大鼠NASH模型,在造模第9周开始给药,共治疗8周。第16周末经腹主动脉取血,生化法检测肝组织甘油三酯(TG)水平,苏木精-伊红(HE)染色观察肝组织、肠组织病理学变化。ELISA法检测肝组织白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子的表达水平。终点显色法检测血浆内毒素(LPS)含量。结果与正常组比较,模型组大鼠的肝组织显示出典型的NASH组织学特征,经栀子苷干预后,肝细胞脂肪变性、炎症浸润较模型组减轻。与正常组比较,模型组大鼠肠上皮细胞少量脱落,肠黏膜机械屏障受损。经栀子苷干预后,回肠黏膜结构完整,未见明显肠上皮细胞脱落。与正常组比较,模型组大鼠脂肪重量、肝湿重、肝指数、肝脏TG含量、血浆LPS水平、肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子水平均有不同程度增高(P<0.01)。经干预后,栀子苷组大鼠脂肪重量、肝湿重、肝指数、肝脏TG含量、血浆LPS水平、肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子水平均较模型组有不同程度的下降(P<0.05,P<0.01)。结论栀子苷能明显改善大鼠肠黏膜组织结构,保持肠黏膜屏障的完整性,显著降低血浆LPS水平,显著降低NASH大鼠肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的表达。提示栀子苷治疗NASH的作用机制与调节肠肝轴、改善肠黏膜屏障、减少内源性LPS产生、降低炎症因子表达有关。国家自然科学基金资助项目(No.81673660)2017、2018厦门大学大学生创新创业训练课题(No.2017X0547; No.201810384230

基于肠肝轴研究栀子苷对非酒精性脂肪性肝炎大鼠的影响

目的 观察栀子苷对非酒精性脂肪性肝炎(non-alcoholic steatohepatitis,NASH)大鼠的影响,并基于肠肝轴探讨栀子苷防治NASH的作用机制。方法 将35只大鼠按随机数字表法分为5组,每组7只。即正常组、模型组、栀子苷组、盐酸吡格列酮组及培菲康组。除正常组外,其余28只大鼠采用高脂饮食16周建立大鼠NASH模型,在造模第9周开始给药,共治疗8周。第16周末经腹主动脉取血,生化法检测肝组织甘油三酯(TG)水平,苏木精-伊红(HE)染色观察肝组织、肠组织病理学变化。ELISA法检测肝组织白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎症因子的表达水平。终点显色法检测血浆内毒素(LPS)含量。结果与正常组比较,模型组大鼠的肝组织显示出典型的NASH组织学特征,经栀子苷干预后,肝细胞脂肪变性、炎症浸润较模型组减轻。与正常组比较,模型组大鼠肠上皮细胞少量脱落,肠黏膜机械屏障受损。经栀子苷干预后,回肠黏膜结构完整,未见明显肠上皮细胞脱落。与正常组比较,模型组大鼠脂肪重量、肝湿重、肝指数、肝脏TG含量、血浆LPS水平、肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子水平均有不同程度增高(P<0.01)。经干预后,栀子苷组大鼠脂肪重量、肝湿重、肝指数、肝脏TG含量、血浆LPS水平、肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子水平均较模型组有不同程度的下降(P<0.05,P<0. 01)。结论栀子苷能明显改善大鼠肠黏膜组织结构,保持肠黏膜屏障的完整性,显著降低血浆LPS水平,显著降低NASH大鼠肝组织IL-1β、IL-6、TNF-α等炎症因子的表达。提示栀子苷治疗NASH的作用机制与调节肠肝轴、改善肠黏膜屏障、减少内源性LPS产生、降低炎症因子表达有关

一种表面强化构件疲劳裂纹扩展速率的测定方法

本发明提供了一种表面强化构件疲劳裂纹扩展速率的测定方法，包括以下步骤：准备试样，并测量试样的硬度、显微结构尺寸、长度方向的残余应力沿高度方向的分布；架设光学观测平台，观测和记录实验过程中所述试样两侧的裂纹长度变化；对所述试样施加屈服极限以下的载荷进行实验，且在裂纹长度扩展量每次超过指定长度时，暂停实验，对裂纹进行拍照并记录当前载荷和加载周次；对所述试样的实验数据进行分析和处理，得到所述构件的疲劳裂纹扩展速率。本发明的测定方法直接在全尺寸构件上截取试样，保持了试样与构件的一致性。有效解决了全尺寸构件实验时间和物质成本高，难以获得大量实验数据的问题，实现了表面强化构件疲劳裂纹扩展速率的测定

Investigations on Fatigue Behavior of S38C Axle Steel with Its Surface Layer of Gradient Microstructure

疲劳断裂问题是承力构件的关键力学问题之一。疲劳损伤往往从材料表面起源，因此通过表面强化来提高材料的整体疲劳性能是常用的方法。主要的表面强化措施包括渗碳、渗氮、喷丸、表面淬火、机械研磨等。经过表面强化的材料，强化层和内部基体之间存在微结构梯度。梯度变化的显微结构会相应地影响材料硬度、强度、塑性等力学参量，并与复杂的应力状态耦合。这使得具有表层梯度微结构材料的疲劳行为在不同梯度层位置各不相同。本文的研究以S38C车轴钢为实验材料。该车轴钢目前用于我国CRH2型动车组动车轴和拖车轴中，材料经过表面感应淬火处理，从表面到内部存在显微结构变化的梯度层。进行实验研究的试样保持实际车轴表层具有的原始微结构梯度。针对工程实际需求和科学问题对此种材料进行了疲劳实验，获得了材料的疲劳性能。 实验显示经表面感应淬火的S38C车轴钢，存在显微结构的变化，相应的硬度、强度、残余应力等力学参量沿深度的梯度分布。车轴材料表层的显微组织为典型的回火马氏体组织；距表面深度2 mm至6 mm为梯度微结构层，该区域的显微组织为回火马氏体组织与珠光体和铁素体的混合组织特征；距表面深度6 mm后，逐渐趋于珠光体和铁素体的混合组织特征。梯度微结构层内的硬度和最大拉伸强度随着距表面深度的增加都有很大幅度的下降。此外，在表层梯度微结构材料的表层存在较大的残余压应力，随着距表面深度增加而逐渐减小，最后转为较小的残余拉应力。 经表面感应淬火处理后的材料疲劳强度明显提升，实验得到了含1.0 mm 深V型缺口试样，在1亿周次循环加载下的疲劳强度为230 MPa。对试样两侧表面的观察发现在230 MPa至260 MPa的循环应力幅值范围内，疲劳裂纹萌生后其长度不超过1.3 mm，通过缺口影响的分析解释了这种现象是由缺口疲劳短裂纹引起的。 三点弯曲疲劳裂纹扩展实验，观察到疲劳裂纹在距表面深度3 mm内会减速甚至停止扩展的现象，获得了在梯度层内不同深度位置材料的疲劳裂纹扩展速率的数据。并采用改进的Paris公式，拟合出梯度材料的疲劳裂纹扩展速率、应力强度因子幅值和深度关系的曲面来描述材料的疲劳裂纹扩展规律。通过对曲面的分析，发现应力强度因子门槛幅值呈先增大后减小的趋势。 最后通过分析疲劳裂纹扩展中残余应力分布的影响，表明材料表层存在的残余压应力将应力强度因子门槛幅值提高了一倍，同时使得疲劳裂纹在距表面深度3 mm内的扩展速度明显下降。结合材料自身显微结构和力学属性的分析表明，在梯度微结构层内，铁素体与珠光体的正火态组织相比回火马氏体组织，其应力强度因子门槛幅值更高，在相同应力强度因子幅值下疲劳裂纹扩展速率越慢；另一方面循环塑性区尺寸随着距表面深度增加而显著增加，使得疲劳裂纹在梯度层内扩展时的闭合应力越来越大，造成了与外载过载相同的影响。两个因素都使得疲劳裂纹扩展速率逐渐降低，甚至停止扩展

表层强化材料中梯度微结构和残余应力对Ⅰ型疲劳裂纹扩展的影响

表面强化处理作为一种提高材料疲劳强度和寿命的方法,被广泛的应用于各类工程构件中。这种处理会在构件的亚表面形成硬化层并引入残余压应力,从而提高疲劳性能。由于表面硬化层具有梯度特征,疲劳裂纹在这种梯度强化层内的裂纹扩展行为难以定量预测。在梯度材料中,特别需要考虑残余应力的梯度分布和微结构的梯度变化对疲劳裂纹萌生和扩展的作用。本工作选择表面强化的S38C钢和均匀微结构的S38C钢。表面强化的S38C,具有梯度分布的微结构及残余压应力层。其中不同微结构的均质试样进行疲劳裂纹扩展实验,获得裂纹扩展门槛值和裂纹扩展速率的数据,分析微结构对疲劳裂纹扩展的影响。表面强化的试样进行三点弯曲疲劳实验,分析残余应力和微结构对裂纹扩展门槛值的联合影响,并描述残余压应力在周期加载过程中的变化和松弛规律,分析残余压应力对疲劳裂纹扩展的影响

大孔拟薄水铝石和γ-Al_2O_3载体制备研究进展

γ-Al_2O_3作为催化剂载体在炼油领域具有广泛应用。随着原油资源的重、劣质化,重油加工过程,如固定床渣油加氢、重油催化裂化,对其催化剂载体均提出了大孔要求以满足重油大分子在催化剂孔道内的传质扩散所需,因此,制备适用于重油加工的大孔γ-Al_2O_3载体受到越来越多的关注。γ-Al_2O_3性质主要决定于其前驱物拟薄水铝石,本工作综述了大孔拟薄水铝石的主要工业制备工艺,包括沉淀法、醇铝水解法等,并介绍了基于上述工艺所进行的γ-Al_2O_3载体扩孔研究,如p H摆动扩孔、添加扩孔剂扩孔及水热处理扩孔等。最后,展望了今后大孔拟薄水铝石和γ-Al_2O_3载体制备研究的重点和发展方向

"Neijuan" in China: The psychological concept and its characteristic dimensions

随着中国社会的发展,&ldquo;内卷&rdquo;引发了全民关注与讨论,但研究者对内卷的心理内涵、特征维度及其测量工具仍在探索中。本研究首次以文化心理学作为研究视角,提出中国社会的内卷极具新时代意义,是与中国社会文化紧密相连的多维心理概念。研究1采用访谈法,通过分析在校学生与在岗社会人员对内卷看法的一手资料,结合扎根理论初步提出内卷的心理内涵及其特征维度,即资源稀缺、社会规范、心理压力、竞争行为。研究2在访谈研究的基础上编制了内卷感知测量问卷,通过探索性因素分析得到包含18个条目的四维度问卷。研究3通过验证性因素分析和效标效度检验,在跨人群样本中验证了内卷的4个特征维度。研究4采用内卷情境任务发现,在高校情境和组织情境中,内卷感知更高的个体均更易表现出内卷行为倾向。综上,本研究首次明晰中国社会中内卷的心理内涵及其特征维度,并提供了测量个体感知内卷的有效工具,有助于未来探究内卷对个体心理以及社会性发展的影响机制。</p