课程文献中心 更多>>

摘要： 编织,是竹编品成型的工艺流程。竹编艺人们运用不同规格的篾丝、篾片,采用多种多样的精编巧织,能形成气象万千的纹样。竹编在用料上可分为篾丝编织和篾片编织两大类。篾丝编织主要用于篮、盒、箱及罐的外层；篾片编织则大多用于篮、盒、箱及罐的内层。也有篾丝和篾片交叉编织的。

关键词： 柔性锌离子电池   二氧化锰   掺杂   凝胶电解质   编织  

摘要： 微电子器件的迅速发展,使得人们对可穿戴电子产品的需求不断增加,同时对其柔性、安全性提出了更高的要求。锂离子电池（Lithium-ion batteries,LIBs）因其高能量密度和长循环稳定性被广泛应用于便携式电子产品和电动汽车等领域。然而,锂金属的有限性和高成本以及有机电解质的不安全性阻碍了其在储能中的应用。水系锌离子电池（Zinc-ion battery,ZIBs）使用的安全水相或准固态电解质克服了LIBs使用的有机电解质易燃和有毒的缺陷,具有高安全性、低成本、环保等优点,有望在大型储能设备和可穿戴电子产品中得到广泛应用。其中柔性一维ZIBs因良好的机械性能和简单的制备工艺,在可穿戴领域备受关注。 基于此,本论文首先通过掺杂改性对MnO2的结构和性能进行调控,同时设计得到具有双网络链结构的水凝胶电解质,最后基于传统纺织技术,利用编织制备了柔性锌离子纱线电池。本论文研究的内容主要分为以下几个方面: （1）利用水热法,通过Zn2+离子对MnO2进行掺杂改性,将所制备的Zn-MnO2作为正极材料用于ZIBs,使用SEM、TEM、XRD、XPS及电化学测试等手段,对其形貌结构以及电化学性能进行了表征。Zn2+离子的加入,使得MnO2具有独特的球状纳米结构,在0.1 A·g-1电流密度下电池的比容量达到了307.6 m Ah·g-1。这种结构提供了更多的活性位点,并且有利于离子的传输,提高了MnO2的导电性以及骨架的结构稳定性。 （2）通过在丙烯酰胺（Acrylamide,AM）单体溶液中引入羧甲基纤维素钠（Carboxymethyl cellulose,CMC）大分子链,利用自由基聚合法成功制备了具有高吸水性和高离子导电性的CMC/PAM双网络水凝胶电解质,并对其机械性能和电化学性能进行了表征和分析。相较于PAM水凝胶电解质130%的断裂伸长率,CMC/PAM双网络水凝胶电解质的断裂伸长率达到538%,并且具有更高的离子传输速率、更好的循环稳定性和更高的比容量保持率,为其在ZIBs的应用提供了可靠的支撑。 （3）以Zn-MnO2为活性物质和CMC/PAM双网络凝胶电解质为材料,对柔性锌离子纱线电池的连续化制备进行了探究,以锌丝为包覆线,一体化的CMC/PAM双网络凝胶@碳纤维Zn-MnO2正极为芯线,利用编织实现纱线电池连续、稳定的组装。通过二维编织技术,使得制备的柔性锌离子纱线电池具有了特殊的编织结构,增强其柔性以及稳定性。同时对编织工艺进行优化,比较其形貌结构以及各种电化学性能。

摘要： 黎族织锦的设计创新与文化推广，不仅有助于保护和弘扬黎族丰富的文化继承，也能推动其创新发展，并让更广泛的群体接触和欣赏这一传统艺术。它不仅促进了黎族手工艺品的传播和文化遗产的保护，还有助于提升传家者的个人成就感和社会认同，为人的全面发展和文化多样性保护作出贡献。

关键词： 体验   非物质文化遗产   青州府花边大套   联合分析法   编织工具  

摘要： 随着文化遗产活化工作的不断推进,各界都在探索实现非遗保护和传承的新模式,文旅融合下的非遗交互体验类项目成为助推遗产活化和实现非遗保护和传承的新模式。青州府花边大套作为众多非遗文化的缩影,其传承方式和活化模式存在滞后的问题。为解决这一问题,国家和地方政府相继出台了相关政策和实施方案,以期实现青州府花边大套传统工艺振兴目标。本课题以青州府花边大套体验式工具为研究对象,通过联合分析法对其设计要素进行分析,并提出有效的设计方法。以此来解决传统青州府花边大套体验形式滞后、体验工具不适性的问题,构建青州府花边大套遗产活化新路径,对青州府花边大套非遗文化的可持续发展具有紧迫的现实意义。 首先,本课题详细阐述了选题缘由与研究背景、研究目的及意义、研究创新点与框架,并对可持续发展、心流理论以及体验设计的相关理念进行细致的梳理。其次,基于对传统青州府花边大套体验模式和流程的整理,分析游客参与体验过程中的工具使用情况以及用户调查问卷的结果,提炼出青州府花边大套体验编织工具设计的要素特征,利用SPSS软件得出优化后的组合方式。然后,对组合方式进行实验数据的采集和分析,并采用全轮廓效用模型对组合方式进行筛选,得出设计的最佳偏好组合模型作为设计指导。最后,在设计原则和设计定位的基础上设计出一款通过交互方式辅助手工编织体验的工具,辅助体验者完成青州府花边大套的成品编织体验。设计实践完成后,对产品进行设计评估。 本课题通过对青州府花边大套的体验流程和体验工具进行了优化,解决当前青州府花边大套非遗传承和保护停滞不前的问题,为纺织类非遗的传承和发展提供了新的途径和思路。

关键词： 三维编织   热塑性树脂   聚乳酸   玻璃纤维   热压成型   热拉伸成型  

摘要： 三维编织复合材料的整体性能好,耐疲劳性和抗弯抗剪性优异。其中,三维编织热塑性复合材料生产周期短且可回收利用,有着良好的刚度和拉伸性得到广泛关注。热压成型(hot pressing,HP)与三维编织工艺适配度较高,然而,采取HP工艺制备三维编织热塑性复合材料有着编织结构遭到破坏的问题,造成连续增强体纤维和热塑性树脂之间分布不匀,影响界面性能。通过热拉伸成型(hot drawing,HD)工艺对此问题进行改善,HD工艺为热塑性树脂自增强技术,在HP工艺的基础上,沿预制体轴向施以拉伸力,达到提高树脂结晶度和复合材料力学性能的目的。本文采用HD和HP工艺分别制备了三维编织玻璃纤维(glass fiber,GF)增强聚乳酸(polylactic acid,PLA)复合材料,并进行体外降解实验,以期对三维编织热塑性复合材料成型方式提供理论参考,并探索其在骨折内固定领域的应用前景。 首先,采取四步法三维四向编织工艺制备GF/PLA预制体,并测试了PLA树脂的玻璃化转变温度和熔点以确定HD工艺的热压温度范围。设计正交实验,分析热压压力、热压温度、保温保压时间和拉伸比对于HD复合材料的影响,确定HD和HP工艺的制备流程和实验条件,并设计了HD成型工艺专用模具,以实现热拉伸工序。 其次,分别制备HD和HP复合材料,测试HD工艺对于复合材料性能的影响,发现,HD复合材料较HP复合材料的层间剪切强度高出了33.03%,弯曲强度提升了26.92%,拉伸强度提高了39.67%。HD工艺维持了表面编织结构,对GF纤维和PLA纤维之间的连通性起到促进作用,增加了界面机械强度,从而提升复合材料的抗弯抗剪性。结晶度和热稳定性有所提高,由于拉伸促进了PLA分子链沿着轴向有序排列,有利于晶核的形成,提高了结晶度,且热分解过程通常发生在非晶区,从而提高了热稳定性。对复合材料表面进行宏观和3D扫描轮廓观察,发现HD复合材料的编织结构完整,纤维之间分布均匀,而HP复合材料结构散乱,GF纤维因彼此摩擦产生断裂。 最后,对HD和HP复合材料进行体外降解实验,发现,降解28天后,HP复合材料较HD复合材料的吸水率提升了49.04%,且HP试样质量损失较大,HD复合材料的降解介质p H值下降幅度更小,由于HD工艺编织结构完整,孔隙率较低,有效阻止了水分子的渗透,降解程度相对较轻。HD复合材料的结晶度上升较大,剪切强度和弯曲强度分别保留了72.19%和72.40%,HP复合材料的剪切强度和弯曲强度分别保留了61.15%和62.60%。对不同降解天数的材料表面进行微观形貌观察,HP复合材料的降解较为严重,表面出现PLA鳞片层和较深的沟壑,同层间剪切性能和弯曲性能的测试结果一致。

关键词： 编织网   三维编织   数值分析   有限元   深度学习  

摘要： 三维编织技术近些年来受到越来越多的应用,但三维编织过程中往往会遇到各种难题和挑战,这些问题是当下研究的热点。目前大多数研究关注的对象是编织成型的预成型体,而编织物的缺陷往往会更早地表现在之前的编织网上,及时发现可以提早解决这些问题。编织过程中与纱线张力密切相关的一部分是锭子,另一部分是编织网。本文的研究包括了锭子的改进设计和分析以及编织网数学模型的构建与分析。除此之外,受编织纱线张力波动的影响,编织过程中的纱线网轮廓也需要视觉检测系统进行监测,人工肉眼对于编织网尺寸的判断往往是非常困难的。 首先,本文总结了三维编织装备,编织机锭子,编织过程仿真分析以及视觉检测技术的研究前沿动态,并结合本课题作出分析。 其次,结合工厂实际生产和检测需求,制定编织纱张力系统与视觉检测方案,对预成型体编织装备以及工业相机,拍摄镜头和照明光源等拍摄设备作出了分析和选型。 再次,在现有锭子的基础上,针对编织纱线张力控制系统中的锭子进行了结构优化设计,并进行有限元仿真,旨在提高锭子的运转稳定性,以期保证锭子提供的纱线张力的稳定性。 然后,通过受力分析和动力学分析,从头推导,构建了编织纱线网的动力学方程,方程中包含了影响编织纱线张力的相关参数,结合编织纱线网数学模型,本文进行了详细的仿真分析。在最后的模型验证阶段通过实际编织实验与图像识别提取,验证了本模型的拟真性以及可用性。 最后,针对编织网成型过程中出现的相关异常情况,对编织网形貌进行提取。在提取过程中使用了改进的Pi Di Net网络,经过改进后的模型准确率得到了提升,参数量也得到了一定程度的下降,这有利于降低硬件成本。在最后的实验阶段使用基于模版的逐像素比对的方法,对编织网是否出现异常进行判断。通过实际编织实验,设定合适的报警阈值,实现编织过程中编织网异常情况的自动报警。

关键词： 橡胶类材料   凝胶   状态方程   可压缩超弹性   分子可压缩性   物理基模型  

摘要： 聚合物软材料典型地指由高分子网络构成的(即橡胶类材料)或由高分子网络和溶剂共同构成的(即凝胶)橡胶态高分子材料,主要表现为超弹性和体积模量远大于剪切模量/几乎不可压缩性。软材料不可压缩超弹性本构模型的有限元实现常会遇到收敛性问题,在三轴应力状态或刚性边界条件下,可压缩模型则是必要的;即最稳健的超弹性模型应该包含可压缩性。橡胶类材料的静水应变能函数对应于链间相互作用变化的“类流体”贡献,对建模材料的可压缩性是关键的。物理基静水模型和一般性的模型构建策略一直是缺乏的。凝胶的混合自由能函数通常基于Flory-Huggins不可压缩晶格模型,需要引入分子不可压缩条件,考虑分子可压缩性的凝胶力-化耦合本构模型有待被发展。 本文提出了基于纯聚合物流体(高分子溶液)状态方程模型给出橡胶类材料(凝胶)可压缩性的物理图像、构建物理基静水应变能(混合自由能)函数,结合可压缩弹性应变能(自由能)函数,发展可压缩超弹性(分子可压缩力-化耦合)本构模型的一般研究策略,完成的主要工作如下: 受纯聚合物流体Flory-Orwoll-Vrij(FOV)胞元类状态方程(EOS)模型启发,假设橡胶类材料的网链像晶格一样排列,一个链段占据一个晶格位点/胞元;材料的体积变形对应于链段所在胞元体积的变化,即链段自由体积的变化,体积下限为硬核体积;材料的静水应变能对应于链间相互作用能量的变化和链段外部运动自由度的变化。聚焦于橡胶类材料的等温可逆变形过程,基于FOV EOS模型中纯聚合物流体的亥姆霍兹自由能列式,构建了一个特定的物理基静水应变能函数;结合Bischoff等人的可压缩八链弹性应变能函数,发展了一种可压缩超弹性本构模型。 在以上可压缩超弹性本构模型中,晶格位点的数量固定,单个位点的体积可变。启发于纯聚合物流体Sanchez-Lacombe(SL)晶格流体类EOS模型,假设橡胶类材料晶格模型中单个晶格位点的体积固定,但是存在未被材料占据的晶格空位;材料可压缩性对应于晶格空位数的变化,体积下限为密排体积;局限于材料的等温可逆变形过程,构建了由链间相互作用能量的变化和网链-晶格空位混合熵变两种贡献组成的物理基静水应变能函数。引入可压缩八链弹性应变能函数,发展了第二种可压缩超弹性本构模型。可以证明,该模型的理论框架与描述凝胶溶胀-大变形行为的经典Flory-Rehner理论框架本征地一致。通过多种橡胶类材料在静水压缩(HC)、受限单轴压缩(CUC)和单轴拉伸(UT)等载荷工况下的体积变形数据,验证了两种可压缩超弹性本构模型的有效性;根据应变能响应的模拟结果,HC、CUC和单轴压缩对应于熵减过程,而对于UT、等双轴拉伸和纯剪切,熵先增后降。 进一步,启发于高分子溶液SL EOS模型,假设凝胶中的网链和溶剂被安排在一个晶格上,并允许存在晶格空位;凝胶体积变形对应于晶格空位数、溶剂分子数和单个晶格位点体积三者的变化,体积下限为无溶剂且无晶格空位的密排体积;凝胶的混合自由能由分子间相互作用能量的变化以及晶格空位-溶剂-网链混合熵变两种贡献组成。限定于等温可逆变形过程,基于SL EOS模型中高分子溶液的亥姆霍兹自由能列式为凝胶构建了一种特定的混合自由能函数,当不考虑溶剂时,该混合自由能函数退化为基于纯聚合物流体SL EOS模型构建的橡胶类材料的静水应变能函数;结合可压缩高斯链弹性自由能函数,发展了一种考虑分子可压缩性的凝胶力-化耦合本构模型。

关键词： 混杂编织复合材料   疲劳   湿热效应   渐进损伤   寿命  

摘要： 三维编织复合材料具有良好的力学性能,而三维混杂编织复合材料可以针对不同纤维的力学特性取长补短,进一步扩大其可设计性和应用范围,在航空航天复合材料结构领域有广泛的应用前景。混杂编织复合材料结构在服役过程中不仅需要承受长期的疲劳载荷,还需要经受温度,湿度等苛刻的外部考验,影响结构的承载能力和使用寿命。为了保证飞行安全,需要对混杂编织复合材料的吸湿行为、湿热老化机理及对其力学性能的影响进行研究。本文旨在通过试验、理论模型和数值分析三个方面研究三维五向(3D5D)碳纤维/玻璃纤维混杂编织复合材料疲劳行为的湿热效应,主要内容包括以下三个方面: 首先,通过吸湿试验和显微CT技术,研究湿热环境下混杂编织复合材料的吸湿行为和湿热老化机理;然后对未湿热老化和湿热老化的3D5D混杂编织复合材料进行静态拉伸试验和拉-拉疲劳试验,试验结果表明,湿热老化对3D5D混杂编织复合材料的静态拉伸和拉-拉疲劳行为有显著不利影响,这是由于湿热老化导致混杂编织复合材料中广泛存在老化损伤和材料性能退化。 其次,利用Micro-CT技术测得3D5D混杂编织复合材料内编织结构的几何尺寸,精细化建立了含周期性边界条件(PBCs)的细观RVE模型,包括轴向纱、编织纱、基体和界面,基于各部分材料的疲劳失效准则和材料性能退化模型,建立了细观尺度渐进疲劳损伤模型和算法,数值模拟3D5D混杂编织复合材料的疲劳寿命、刚度退化和渐进损伤过程,数值模拟结果与试验结果吻合良好,验证了模型和方法的有效性。 最后,基于细观尺度RVE有限元模型和Fick第二定律,数值模拟了3D5D混杂编织复合材料的吸湿过程,并与试验结果进行对比;建立了考虑湿热效应的细观尺度渐进损伤模型和算法,数值模拟了湿热老化条件下3D5D混杂编织复合材料的静态拉伸响应、疲劳寿命和渐进损伤过程,从细观尺度研究力学性能的湿热效应,并与试验结果进行对比,验证模型和方法的有效性。

关键词： 小学音乐   合唱教学   有效性  

摘要： 随着素质教育的普及，音乐教育已成为培养学生综合素质的关键途径，展现出独特的育人价值。在小学阶段的音乐教学中，合唱教学占据举足轻重的地位，通过合唱不仅能够培养学生音准、节奏等音乐技巧，还能够提高学生审美、鉴赏的能力，对于培养学生的合作意识也具有深远的影响。所以，小学音乐教师应充分认识到合唱教学的重要性，不断优化教学手段，提高小学音乐合唱教学的有效性，与学生共同编织和谐旋律，谱写音乐篇章。