镐头机拆除工况下机场水泥道面的力学行为

以ABAQUS作为分析平台,建立了考虑接缝传荷以及层间接触效应的双板有限元分析模型,可用于模拟镐头机拆除工况下水泥道面的力学行为.针对机场典型拆除工艺参数及道面结构参数,系统分析了镐头机拆除工况下拆除板和周边保留板的变形、拉应力以及层间剪应力的分布特征,揭示了镐头机拆除工况下周边保留板发生破坏的力学机理.分析了面层厚度、接缝传荷能力等参数对拆除时道面力学响应的影响规律,提出了镐头机拆除施工应注意的问题.     

应用新西兰白兔验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用

摘要: 目的通过观察新西兰白兔股骨内植入材料的降解及血液指标的变化验证可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥治疗骨折的作用。方法根据植入物不同分为实验组( 植入可降解网状微孔球囊及钙盐骨水泥) 和对照组( 植入钙盐骨水泥) ,对术前、术后1,3,6个月的血液指标进行组间及组内比较,并通过影像学及病理学对植入物降解和骨组织生长匹配情况进行对比分析。结果实验组和对照组血液指标无明显改变; 在体内无明显免疫反应; 骨组织均可伸入到骨水泥间隙内,取代降解的骨水泥,形成规则的骨小梁结构; 实验组骨小梁较对照组粗大致密、分布规则。结论通过新西兰白兔验证了可降解网状微孔球囊联合钙盐骨水泥对活体无明显免疫反应,并利于骨折的修复愈合。     

基于载荷传递机理的注浆岩石锚杆锚固模型(Ⅰ)

为了进一步研究隧洞等地下工程中锚杆支护锚固机理,根据微段锚杆的受力平衡以及载荷传递机理建立了锚杆的载荷传递微分方程,同时根据隧道围岩安装锚杆前后的应变变形建立了锚杆的轴向载荷的传递方程,结合圆形隧洞围岩的径向变形方程,推导了理想弹塑性围岩中注浆岩石锚杆的轴向应力的计算模型,以及锚固段与围岩体界面之间的摩阻力的计算模型.通过对比工程实测结果与模型计算结果,验证了所建立的模型的正确性,同时也验证了巷道锚杆支护中性点理论的合理性与正确性.     

嵌岩（软岩）桩轴向荷载传递机理的弹粘塑性分析

本文采用弹－粘塑性力学模型，用有限元法对设置于软岩中的嵌岩桩轴向荷载传递机理进行了数值分析，以Ａｋａｉ等人对软岩三轴排水蠕变试验得出的关于软岩具有明显速敏性和剪胀性的结构论为基础，结合Ｐｅｒｚｙｎａ理论以及Ｃｌｏｕｇｈ－Ｄｕｎｃａｎ非线性界面单元模拟桩－岩接触面的相互作用，从而作了能反映嵌岩桩桩蠕变沉降性状的岩土力学模型。数据分析结果表明，桩侧阻力是嵌岩桩承载力的主要组成部分；软岩蠕变性的强弱对嵌     

除湿转轮的数学模型及瞬态响应性能实验

建立了除湿转轮的传热传质模型,模型中考虑了基体材料蓄热对传热传质的影响;搭建了进行变风量运行工况下转轮瞬态响应性能研究的实验台．模拟并实验研究了变风量运行方式下除湿转轮的瞬态响应性能,对转轮数学模型的可靠性进行了验证,对除湿空调系统可节省的显热负荷进行计算．结果表明,处理风速阶跃减小时,处理空气出口相对湿度随时间逐渐减小,温度升高,再生空气温度和相对湿度分别呈小幅上升和减小的趋势,响应时间约1h;风速阶跃增加时,处理空气出口相对湿度随时间增大,温度降低,再生空气温度和相对湿度相应呈小幅下降和增大的趋势,响应时间约40min．计算表明,变风量运行方式可节省除湿空调系统显热负荷约20%,若通过调节再生风速和风温,可进一步节省显热负荷约13％．模拟的瞬态响应曲线与实验曲线较为一致,模拟误差在10％以内．     

复合材料界面和界面力学

本文简要阐述复合材料界面的形成机理,讨论界面的力学模型、载荷传递、界面优化设计及实验方法。反映界面研究的进展并展望界面力学的发展方向。     

基于响应面法炉腹异型管铜冷却壁的长寿技术优化

基于传热学理论,对近年来出现的高炉炉腹区异型管(椭圆型、矩型、双圆型、三圆型及正六边型)铜冷却壁传热模型进行参数化建模,基于冷却壁传热特性对冷却水管进行管型最优选择;模拟正常工况对开炉初期冷却壁镶砖热面未覆盖渣皮的传热模型进行热-结构耦合分析,利用响应面法得到各参数对铜冷却壁力学特性的相互影响规律.将响应面法与NSGA-Ⅱ遗传算法相结合对炉腹结构参数及长寿技术进行优化,优化后的炉腹结构在传热特性和力学性能方面均得到明显改善,结果证明所建模型和参数化计算程序可用作炉腹结构长寿技术的优化设计和评估.     

蒸发结晶系统传热传质规律的研究

工业蒸发结晶是一个复杂的多相传热与传质过程,其传热传质规律直接决定着晶体的成核和生长,并最终决定产品的粒度分布。根据双步结晶理论,对蒸发结晶的成核和生长动力学进行分析,建立了成核和生长的理论模型。该模型准确描述了蒸发结晶的生长规律,对其中参数的求取和分析可以确定结晶的控制步骤。研究以氯碱工业中烧碱提纯单元NaCl蒸发结晶为例,通过对模型参数的求取,分析NaCl蒸发结晶过程的控制步骤。结果显示,在高温和低流速下,NaCl结晶受扩散过程控制。从而以扩散控制理论为基础,建立了NaCl蒸发结晶的传质传热模型。综合考虑了温度、流速、过饱和度、晶体粒度对结晶粒度分布的影响规律,建立了涵盖各个参数的数学模型。结合粒数衡算,进行了模型计算,得到结晶粒度与操作参数的关系。模型计算结果与实际结果吻合良好,表明该模型可以很好地表示蒸发结晶过程中各操作参数对结晶粒度分布的影响规律。     

臭氧在鼓泡塔中吸收与反应过程的模拟

研究了鼓泡塔中伴随有溶解臭氧自分解以及臭氧与水中的有机物发生二级臭氧化反应的臭氧吸收传质过程,介绍了液相体积传质系数等参数的求解方法．在鼓泡塔中当T=298K时进行了臭氧在对硝基苯胺溶液中的吸收实验,然后运用全混流模型,建立了吸收过程的质量平衡方程,采用Matlab软件中的ODE程序求解吸收过程的质量平衡方程和增强因子的联立方程,模拟了吸收过程中臭氧和对硝基苯胺浓度的变化,并与实验值进行了比较．结果表明,在短的鼓泡塔中,应用全混流模型来描述气相和液相的流体状态是可行的,在80％的对硝基苯胺降解之前,模拟值和实验值能很好地一致．     

面向大规模定制生产模式的产品数据管理

剖析了大规模定制生产模式的内涵,根据其特点提出了产品族数据管理的概念,产品族数据管理不同于单一产品数据管理特点在于,它覆盖一类产品,需要通过产品配置才能得到满足订单需求的产品,在此基础上,建立了产品族数据管理系统框架,通过系统实现证明了该框架的可行性。     

Comparison of methods for determining orthotropic axes in 3D femur remodeling

The density distribution and internal structure of trabecular bone are modulated by local mechanical environment. In this study, an orthotropic adaptation algorithm was applied to the 3D femur model to simulate the variations of stiffness and orientation of trabecular bone under multi-loading conditions. This algorithm includes the determination of orthotropic axes and the stiffness modification of trabecular bone. Three methods were used to determine the orthotropic axes, i.e. the maximal cycle method, the stress maximum method, and the composite method. We found that the composite method was better than the other two. Firstly, the characteristics of density distribution obtained by using the composite method agreed better with those in real proximal femur. Secondly, the material orientation aligned with the known trabeculaer pattern. Finally, the ratios of the longitudinal modulus to the transverse modulus were also shown to be realistic in three local regions of the proximal femur.     

Comparison of methods for determining orthotropic axes in 3D femur remodeling

The density distribution and internal structure of trabecular bone are modulated by local mechanical environment. In this study, an orthotropic adaptation algorithm was applied to the 3D femur model to simulate the variations of stiffness and orientation of trabecular bone under multi-loading conditions. This algorithm includes the determination of orthotropic axes and the stiffness modification of trabecular bone. Three methods were used to determine the orthotropic axes, i.e. the maximal cycle method, the stress maximum method, and the composite method. We found that the composite method was better than the other two. Firstly, the characteristics of density distribution obtained by using the composite method agreed better with those in real proximal femur. Secondly, the material orientation aligned with the known trabeculaer pattern. Finally, the ratios of the longitudinal modulus to the transverse modulus were also shown to be realistic in three local regions of the proximal femur.     

半挂液罐车弯道安全车速优化控制

为降低半挂液罐车驶过弯道路段过程中的侧翻事故风险,提出了基于最优控制的半挂液罐车弯道安全车速优化控制方法。该控制方法以侧翻事故防控为优先目标,以高效通行为辅助目标,帮助半挂液罐车在驶向弯道时提前获得无横向失稳隐患的最优车速控制方案,实现“预防式”的车辆主动安全控制。同时为提高控制方案有效性,利用正弦波动方程拟合罐内液体纵向转移过程,结合基于改进准静态法的罐内液体横向偏移规律,构建了具有纵横双维度描述能力的罐内液体晃动模型,提高了最优控制问题成本函数中半挂液罐车横向稳态表征指标的准确性。仿真结果表明：受控半挂液罐车驶过弯道过程中的瞬时横向载荷转移率始终处于[-0.7,0.7]的安全范围内;不同弯道半径下车辆瞬时横向载荷转移率均有下降,且在弯道半径61米时降幅最大;受控半挂液罐车最大瞬时横向载荷转移率最大降幅达到0.07;车速控制对道路通行效率的负面影响较小。该控制方法帮助半挂液罐车避免侧翻事故,适用于多种不同半径的弯道路段。     

骨碎补对去卵巢大鼠骨微结构的保护作用

为观察骨碎补对去卵巢大鼠骨微结构的作用并探讨其可能作用机制,将36只大鼠分为实验组（OVXDF）、模型组（OVX）和假手术组（SHAM）。OVXDF及OVX组去卵巢造模,术后8周,测量3组大鼠骨密度后,OVXDF组给予骨碎补水煎液灌胃,OVX及SHAM组给予生理盐水灌胃,灌胃12周。然后利用Micro-CT测量骨密度BMD(g/cm³)、骨矿含量BMC(g)、骨小梁骨量BV/TV(%)、骨小梁厚度Tb.Th(μm)、骨小梁数量Tb.N(mm^-1)、骨小梁分离度Tb.sp(mm)、结构模型指数SMI,显微镜下观察骨组织显微形态情况,酶联免疫吸附法测定大鼠血清TRAP、MMP-9、CTX-1含量。结果显示大鼠去卵巢后,不仅表现为骨量的降低,同时出现骨微细结构的变化,骨碎补灌胃后可以有效地对抗去卵巢大鼠的骨密度降低及骨微细结构的变化,其作用机制与其抑制骨髓脂肪细胞生成、抑制破骨细胞活性及数量有关。     

基于扰动状态概念的桩-土接触面荷载传递模型

基于扰动状态概念(DSC),假定桩-土接触面单元中相对完整(RI)状态部分的抗剪强度服从线弹性理论,完全调整(FA)状态部分的抗剪强度服从理想塑性理论,进而建立桩-土接触面荷载传递模型.针对桩-土接触面进行了大型直剪试验,试验结果表明:桩-红黏土接触面剪切过程中,接触面表现出应变软化特性,且随着法向应力的增加,软化现象越明显;桩-粉质黏土接触面剪切过程中,接触面表现出轻微应变硬化特性.利用桩-土接触面荷载传递模型计算得到的剪切应力-剪切位移曲线(τ-s曲线)与直剪试验得到的τ-s曲线吻合较好,验证了基于DSC的桩-土接触面荷载传递模型具有较好的准确性与适用性.     

Anabolism. Low mechanical signals strengthen long bones

Although the skeleton's adaptability to load-bearing has been recognized for over a century, the specific mechanical components responsible for strengthening it have not been identified. Here we show that after mechanically stimulating the hindlimbs of adult sheep on a daily basis for a year with 20-minute bursts of very-low-magnitude, high-frequency vibration, the density of the spongy (trabecular) bone in the proximal femur is significantly increased (by 34.2%) compared to controls. As the strain levels generated by this treatment are three orders of magnitude below those that damage bone tissue, this anabolic, non-invasive stimulus may have potential for treating skeletal conditions such as osteoporosis.     

计及柔性安全裕度的多电飞机负载转供策略

采用多电飞机电气系统的节点电压柔性表示可变的运行点安全裕度,提出考虑飞机运行工况和变频启动发电机故障位置的离线最优负载转供策略。首先,基于同一工况下负载相关关系构建多维联合分布函数,结合蒙特卡洛法生成表征负载不确定波动的大量场景,并利用Ward系统聚类进行场景削减。然后,以增大系统电压柔性和降低网络损耗为目标,建立了负载转供柔性优化模型。同时,为提高计算收敛性和速度,对NSGA-Ⅱ算法进行改进,最终结合TOPSIS分析得到Pareto最优折中解。应用实际Boeing 787电气系统进行分析,结果表明,改进NSGA-Ⅱ算法具有更快的收敛速度和更佳的优化结果,且本模型得出的转供策略对比传统方式在提升运行安全性与经济性方面有一定效果。     

内固定系统中在螺钉受拔出负载时腰椎的受力分析

通过有限元方法分析比较传统轨迹椎弓根(traditional trajectory,TT)螺钉与皮质骨轨迹椎弓根(cortical bone trajecto-ry,CBT)螺钉固定技术在腰椎椎体应用下的生物力学性能.依据提取的骨质疏松症患者电子计算机断层扫描图(computed tomography,CT)样本建立L1-L5全椎体功能单元骨质疏松人体有限元模型,模拟TT螺钉和CBT螺钉两种固定方式置钉后,以实际值为依据在加载一定旋转拔出力状态下测量比较两种方式钉道周围骨质的应力分布、最大应力值及分析其差异.结果 表明:相同固定方式下CBT组在相同载荷状态中椎骨的应力分布差异明显.不同的钉道带来不同骨密度,直接影响了内固定螺钉在腰椎骨内的力学性能.不同的钉植入角度也对钉的应力分布以及最大应力值产生影响.L1-L5椎体形状不同,大小不同,其力学性能,表现也不相同.得出CBT螺钉技术是骨质疏松患者腰椎内固定方案中的一种优选方式.但针对5段腰椎需要对不同的椎骨采取不同的治疗方案.     

CPL蒸发器多孔芯传热传质特性的数值模拟

对不同热流密度下CPL蒸发器多孔芯内相变工质的流动与传热特性进行了数值计算研究．计算所采用的是加入了非饱和传热传质段的三层数学模型．计算结果表明,多孔芯内液相含量的变化十分明显,为将多孔芯的汽液相变区处理为非饱和多孔区提供了充分依据．当热流密度增加时,非饱和区域的厚度开始变薄,且在热流增大到一定程度后,干饱和区域的出现对整个多孔芯的传热传质产生了较大影响．     

补肾壮骨颗粒对维甲酸致骨质疏松大鼠骨组织计量学的影响

目的研究补肾壮骨颗粒对维甲酸致骨质疏松大鼠骨组织计量学的影响,探讨补肾壮骨颗粒防治骨质疏松症的机制。方法实验选用3月龄SD大鼠,按体重随机分为5组:正常对照组、骨质疏松模型组、补肾壮骨颗粒高低剂量组、仙灵骨葆阳性对照组。各组大鼠上午均灌胃给予维甲酸2周,造模同时下午按上述剂量灌胃给予受试药3周,末次给药后晚上禁食,次日以10%水合氯醛腹腔注射麻醉动物,腹主动脉放血处死动物后取左右胫骨,并去掉附着的软组织,放入10%福尔马林中固定,移入10%EDTA溶液中脱钙,再转入酒精内脱水,石蜡包埋,切片并行H-E染色。在光镜10×10倍视野下应用高清晰度彩色病理图文分析系统对胫骨上段松质骨的骨组织作静态测量并计算骨小梁面积百分数、骨小梁厚度、骨小梁数量和骨小梁分离度(取切片中心部的五个视野测量并取其平均数),观察胫骨上段病理形态学变化。结果与正常对照组相比,模型对照组大鼠的胫骨近端骨松质骨小梁面积百分数及厚度减少,骨小梁数量及分离度增加,有统计学意义(P<0.01),说明造模成功;与模型对照组相比,补肾壮骨颗粒组胫骨近端骨松质的骨小梁面积百分数及厚度增加,骨小梁数量及分离度减少,有统计学意义(P<0.01)。结论补肾壮骨颗粒能减少维甲酸通过激活破骨细胞所引起的骨丢失,改善骨小梁的形态,起到防治骨质疏松症的作用。