基于下肢保护的保险杠结构参数多目标优化

参考国家标准,建立了下肢冲击器对汽车试验的有限元和多刚体模型,验证了两种模型仿真结果的一致性。在下肢冲击器对汽车试验的多刚体仿真模型中,选取保险杠结构参数作为设计变量,以膝部弯曲角度、膝部剪切位移、小腿上端加速度三个损伤指标值最小为优化目标,利用基于pareto最优的多目标遗传算法进行了优化设计,并对保险杠结构参数进行了灵敏度分析。仿真结果表明,保险杠离地高度对下肢损伤影响最大,由优化所得到的该组结构参数对下肢有较好的保护效果。     

基于Benchmarking技术的汽车侧面碰撞建模与仿真试验

介绍了Benchmarking技术的概念和基本工作流程,并根据某车型所进行的Benchmarking数据,建立了包括车身结构、发动机和底盘系统在内的整车有限元分析模型根据ECE R95法规进行了整车侧面碰撞仿真试验,通过对比仿真试验的结果与实车侧面碰撞试验的结果,验证了模型的有效性。本文的研究方法为Benchmarking技术在汽车碰撞安全分析上的应用提供了参考。     

面向单向输入力的柔顺正交位移放大机构拓扑构型设计

<正>交位移放大机构用以输出且放大垂直于输入力方向的位移,其构型常采用典型的桥式结构.但是桥式放大机构要实现正交位移转换必须输入双向对称力,否则输出端会产生寄生位移.针对此问题,采用连续体结构拓扑优化技术寻找新构型的柔顺位移放大机构,使之在单向输入力条件下,依然可以实现正交位移转换.基于固体各向同性材料惩罚模型(SIMP)拓扑描述方法,以输出位移与输入位移比最大化作为目标函数,以相对寄生位移,即输出端寄生位移与输出位移之比作为其中一个约束函数,建立了面向单向输入力的柔顺正交位移放大机构的拓扑优化数学模型.采用伴随法详细推导了目标函数和约束函数的敏度信息,并采用移动渐近线算法(MMA)进行了优化问题的求解.通过数值算例,给出了正交位移放大机构的拓扑优化结果,并探讨了弹簧刚度对拓扑优化结果的影响.最后,通过有限元仿真和实验,研究了拓扑优化得到的新型正交位移放大机构和桥式位移放大机构的相对寄生位移.仿真和实验都验证了所提方法的正确性和有效性.     

手舟骨的有限元建模及其损伤分析

目的 基于医学DICOM格式的图像,不经过二次转换并快速且准确的建立舟骨有限元模型,从而得到可以用于舟骨应力分析的有限元模型,并通过模拟手舟骨损伤来分析不同的受力特点. 方法 选择健康成年男性志愿者,进行高精度螺旋CT扫描,将得到的DICOM 3.0医学图像数据,导八MIMICS医学影像软件并生成实体模型,然后应用通用有限元分析软件ANSYS 11生成有限元模型.约束边界条件,模拟舟骨轴向压力进行加载,得出舟骨有限元模型上的应力分布与应变结果,并模拟舟骨不同损伤的力学改变. 结果 建立的舟骨三维有限元模型共有节点73588个,单元397344个.所建模型结构完整,空间结构准确,单位划分精细,轴向压力作用下加栽模拟形象、逼真,客观反映舟骨三维解剖形态结构和生物力学特点. 结论 应用高精度螺旋CT成像的DICOM 3.0数据,并与MIMICS和ANSYS相结合的方法快速建立舟骨的三维有限元模型是切实有效和可行的;有限元方法可较好的分析手舟骨及其损伤的生物力学特点.     

一种高速铁路无砟轨道混凝土结构疲劳损伤模型

基于连续损伤力学理论和边界面概念,建立了高速铁路无砟轨道混凝土结构在循环荷载作用下的疲劳损伤模型.模型在主坐标系中采用了拉压两个边界面,根据加载面与极限断裂面、边界面之间的位置关系来计算高速铁路无砟轨道混凝土结构在复杂应力状态下的损伤,并由累积损伤与应变能释放率之间的关系确定循环加载中极限断裂面的变化规律.通过将该理论模型嵌入有限元软件ABAQUS的用户材料子程序UMAT,与同类模型进行比较验证了模型的可行性.最后对高速铁路双块式无砟轨道支承层进行了循环动荷载作用下的疲劳累积损伤分析.结果表明该模型不仅能够较好地反映支承层在循环荷载作用下疲劳损伤非线性演变规律,还可以展现其疲劳损伤分布形态的全过程,为研究高速铁路无砟轨道混凝土结构的疲劳损伤与寿命预测,提供了可行的理论分析方法.     

泡沫铝汽车碰撞吸能器仿真分析

提出了在汽车保险杠和前纵梁之间安装泡沫铝吸能器的方案,并对此结构进行了总体设计.采用 CATIA ANSYS DYNA3D联合建模求解技术对汽车碰撞进行了仿真分析,得出了安装泡沫铝吸能器前后汽车质心加速度曲线、吸能曲线及车体应力分布图.结果表明,应用泡沫铝汽车碰撞缓冲吸能器可提高汽车的安全性.本研究为泡沫铝在汽车中的应用提供了参考依据,也为汽车满足轻质、节能、环保、安全等方面的需要提供了新途径     

基于改进IDA的混凝土坝地震易损性研究

针对目前混凝土坝易损性分析研究中震害等级划分多采用单一指标以及增量动力分析法(IDA)中选取步长增量时未考虑结构响应等问题,本文提出基于改进IDA的混凝土坝易损性分析方法:首先采用功效系数法以位移、应力、损伤区域为指标对坝体结构破坏进行综合评价,并应用变权模型考虑指标数值对指标权重的影响;然后通过计算得到的坝体综合破坏指数,根据坝体震害等级划分采用变增量步长法改进IDA法,从而可以更加全面地计算分析坝体在不同强度地震作用下从弹性状态到完全破坏的结构响应过程;最后,以某混凝土坝挡水坝段为例,建立有限元模型计算结构地震响应,应用改进IDA法绘制其地震易损性曲线.结果表明,该方法可以分析坝体结构在不同地震强度作用下产生各个等级破坏的概率,进而为混凝土坝结构抗震安全设计等提供理论依据.     

一种岩石损伤流变模型及数值分析

根据石膏角砾岩的蠕变特性,建立石膏角砾岩的损伤流变模型;推导有限元计算中黏弹塑性损伤流变模型黏性应变的计算公式,结合初应变法的基本原理,分析模型的有限元求解过程;用MATLAB编制了损伤流变模型的平面应变有限元计算程序。利用编制的程序对石膏角砾岩蠕变试验进行有限元分析,有限元计算结果与蠕变试验结果吻合得较好,表明采用统计损伤理论研究岩石的非线性流变是可行、有效的。     

孔隙性缺陷拟生自修复机制研究

为掌握高温塑性变形过程中材料内部缺陷的修复机制, 采用物理模拟方法研究了孔隙性缺陷自修复规律. 实验发现孔隙性缺陷自修复过程类似人体皮肤和骨折的愈合过程. 借鉴人体组织损伤愈合规律, 采用拟生方法研究了孔隙性缺陷自修复过程, 提出了孔隙性缺陷自修复再结晶机理. 拟生方法研究裂纹修复现象及规律, 为揭示裂纹自修复机理提供了崭新的途径.     

土壤耕作部件仿生优化设计研究

研究了某些具有优良挖掘功能的动物爪趾的生物力学规律和具有类似轮廓形状的弯曲型土壤耕作部件的仿生优化设计问题．在对某些动物爪趾几何轮廓特征分析的基础上,用有限元法分析了这种仿生触土面在工作过程中的阻力变化情况和被加工材料的应力场变化情况．用直线型耕作部件做对比分析,根据仿真研究结果设计制作了系列土壤耕作部件的模型实物,通过室内大型土槽实验测试了其工作阻力,验证了有限元分析结果的正确性．研究结果对于土壤耕作部件的节能降耗设计具有较重要的参考价值．     

常用全身麻醉药对炎性细胞因子的影响

在手术、创伤、应激等因素所致的炎症中,细胞因子起着重要作用。炎性细胞因子产生和释放过多,破坏了致炎因子和抗炎因子的平衡,从而引起炎症反应。适当的炎症反应可以起到抵抗损伤和修复创伤等防御作用;过度的炎症可致手术后感染、组织修复不良甚至诱发机体感染性休克和多器官功能障碍综合征（MODS）。常用全麻药对细胞因子具有一定的影响和潜在的调节作用,越来越受到麻醉医生的重视。本文就近几年的研究现状作一综述。     

基于粒子群优化算法神经网络在开采沉陷中的应用

考虑BP网络存在收敛速度慢、局部极值等缺点,引入线性下降惯性权重粒子群优化（LWPSO）算法,建立基于线性下降惯性权重粒子群优化（LWPSO）算法的人工神经网络模型,在分析抚顺发电有限责任公司厂区地表下沉的实际观测资料的基础上,对厂区的任意点,任意时刻进沉陷预测研究。     

成年大鼠脊髓损伤后内源性神经前体细胞的增殖与分化规律的研究

目的观察成年大鼠脊髓损伤后内源性神经前体细胞的增殖与分化,探讨内源性神经前体细胞的自然变化规律。方法制作脊髓压迫损伤模型,Brdu腹腔注射标记神经前体细胞,免疫荧光法(Immunofluoreseence)检测大鼠脊髓Brdu、GFAP、MBP阳性细胞数的变化。结果 1)正常组可观察到少量Brdu阳性细胞,脊髓损伤后Brdu阳性细胞显著增加(p0.05),并在第7天达到最大值,21天时仍高水平表达。2)正常组可见少量Brdu/GFAP和Brdu/MBP阳性细胞,脊髓损伤后Brdu/GFAP,Brdu/MBP双标阳性细胞数显著增加(p0.05)。结论脊髓损伤后神经前体细胞的数量在第7天达到最大值,我们认为,一周内可能是神经前体细胞增殖分化调控的关键时期。此外,新生星形胶质细胞和少突胶质细胞大量增殖,并与神经前体细胞的迁移、后肢功能恢复表现出一定的同步性,提示新生胶质细胞可能参与了脊髓损伤后神经功能的修复作用。     

盐酸戊乙奎醚对大鼠感染性脑水肿AQP4表达的影响

目的：研究盐酸戊乙奎醚对感染性脑水肿保护作用的机制。方法：采用左颈内动脉注射脂多糖复制大鼠感染性脑水肿模型,将84只雄性SD大鼠随机分为对照组（C组）、水肿组（I组）、盐酸戊乙奎醚治疗组（P组）。检测6h、12h、24h、48h时各组大鼠脑组织含水量、病理形态;脑组织SOD活性、MDA含量;免疫组化法及RT—PCR法检测AQP4蛋白分布与AQP4mRNA含量。结果：（1）与C组相比,I组、P组脑含水量、MDA含量均升高,同时SOD活性、AQP4蛋白、AQP4mRNA表达均减少（P〈0．01）。与对应时间点P组相比,I组脑含水量、MDA含量均升高,同时SOD活性、AQP4蛋白、AQP4mRNA表达均减少,于24h达高峰,48h仍在较高水平（P〈0．01）。（2）脑组织光镜检查：I组大鼠脑组织损伤严重,P组损伤明显减轻。结论：盐酸戊乙奎醚能在一定程度上可减轻感染所致的脑组织损伤,上调AQP4表达,对脑水肿有一定治疗作用,其机制可能与抗氧化作用有关。     

用于中医证候规范研究的模糊神经网络分析模型

为建立一种用于中医证候规范化研究的新模型——基于动态Kohonen网络的模糊神经网络,在分析中医证候规范化研究方法与存在的问题的基础上,采用基于动态Kohonen网络的模糊推理方法,给出了模型的学习算法和新的研究方法,并将该模型应用于中医证候规范化研究,通过Iris数据和临床数据检验,验证了模型的正确性和方法的有效性。     

pEGFPN1-dnEGFR对胃癌细胞的化疗增敏作用

目的研究人 EGFR显性负性突变体真核表达载体(pEGFPN1 dnEGFR)对人胃癌细胞株 SGC 7901和 NCI N87化疗敏感性的影响,并探讨其可能机制.方法 MTT法测定奥沙利铂对稳定转染 pEGFPN1 dnEGFR和 pEGFP N1载体的两种胃癌细胞的量效反应.奥沙利铂作用各组细胞24h后,RT PCR检测各组细胞中 Caspase 3和 CyclinD1的 mRNA表达情况;Westernblot检测各组细胞中 Caspase 3和 CyclinD1蛋白表达情况.结果转染 pEGFPN1 dnEGFR后,两种胃癌细胞对奥沙利铂的敏感性增加,奥沙利铂对 pEGFPN1 dnEGFR转染组细胞的增殖抑制率(VI)与对照组相比有显著提高(P<0.05).RT PCR显示 pEGFPN1 dnEGFR转染组细胞 CyclinD1mRNA表达较对照组下降,而 Caspase 3mRNA表达较对照组升高(P<0.05);Westernblot显示 pEGFPN1 dnEG FR转染组细胞 CyclinD1蛋白表达较对照组下降,而 Caspase 3蛋白表达较对照组升高(P<0.05).结论 EGFR显性负性突变体能提高胃癌细胞对化疗药物奥沙利铂的敏感性,其机制可能与 Caspase 3和 CyclinD1有关     

姜黄素诱导肝癌HepG2细胞凋亡及其对bcl-2及survivin蛋白表达的影响

目的 研究姜黄素对HepG2细胞凋亡的促进作用,并探讨其可能的的作用机制.方法 实验分为空白对照组、1 mg/ml、1.5mg/ml、2mg/ml的姜黄素处理组,MTT法检测不同浓度姜黄素对细胞增殖抑制情况;电镜观察细胞形态及其结构变化;流式细胞术检测凋亡率;Western blot检测各组作用24 h后细胞中bcl-...     

参附动员内皮祖细胞改善肝移植大鼠缺血再灌注损伤

目的 观察参附注射液对发生肝移植缺血再灌注损伤(IRI)的大鼠外周血中内源性内皮祖细胞(EPCs)的作用以及此作用对其肝脏功能的影响.方法 100只雌性SD大鼠随机分为3组:原位肝移植(0LT)+参附(SF)组,OLT对照组,假手术组.3组均于术后第1、4、7天取血液标本流式细胞术检测外周血内皮祖细胞数量及生化分析仪检测肝功能,观察胆汁分泌量,并取肝组织标本进行HE染色形态学观察肝脏损伤.结果 OLT+ SF组外周血中的EPCs在术后1天开始增加,第4天达到高峰并持续至第7天;并且在3个时间点上,OLT+ SF组的外周血EPCs数量较其它两组明显增加,具有统计学意义(p ＜0.01);OLT+ SF组在用药后IRI有所改善,较对照组有统计学差异(p＜0.05).结论 参附注射液能显著动员大鼠骨髓中的内源性EPCs进入外周血,修复损伤的肝血窦,改善微循环,进而改善肝移植术后的缺血再灌注损伤.     

体域网中基于特征组合的步态行为识别

物联网(internet of things,IOT)拥有无处不在的识别、传感和通信能力,体域网(body area network,BAN)属于物联网中和人体相关的领域,其应用广泛,可以在日常生活中对人们进行监测及提供帮助.行走是许多日常活动的基本环节,因而步态分析能为体域网应用提供重要的生理行为信息.现有的步态分析已取得一定的研究成果,但仍存在一些问题,例如大多数步态特征提取是对加速度信号进行6重以上的变换,使得特征达到了45维以上,最后需要通过降维或优化来简化特征,较为复杂.本文设计一种灵活便捷的数据采集系统,并利用小波变换、傅里叶变换和四分位差提取出加速度信号中比较简单、低维度但能反应运动特征的步态参数,之后通过模式识别算法进行步态行为识别验证.实验结果表明该系统使用方便,特征提取方法简单实用,识别精确度为97%,EER(equal error rate)最小可到0.9%.     

两种新生大鼠皮质发育障碍模型的差异基因表达谱研究

目的研究两种不同的方法构建皮质发育障碍(DCDs)动物模型中的共同差异表达基因,为进一步研究DCDs形成机制提供基因水平筛选的研究平台。方法用两种方法制备DCDs模型:①射线损伤模型(射线组):采用剂量为1.45 Gy的γ射线照射妊娠15 d的SD大鼠制作子代大鼠DCDs模型;②卡莫司汀(BCNU)药物损伤模型(药物组):妊娠15 d的SD大鼠,腹腔注射BCNU制作子代大鼠DCDs模型。同时设正常对照组。对两种DCDs模型的子代新生鼠(P0)全脑做基因芯片扫描,结果与正常对照组比较,获得两种模型共有的差异基因。结果射线组大鼠与正常比较得到170个差异基因,其中25个上调,145个下调;药物组大鼠与正常比较得到259个差异基因,其中67个上调,192个下调。两组重合的基因共54个,其中3个上调,51个下调。结论皮质发育障碍是一个复杂的病理过程,本实验运用基因芯片技术,对两种不同方法构建的DCDs模型进行了研究,获得两种DCDs模型共有的基因差异表达谱,为进一步研究DCDs形成机制提供了分子生物学平台。