生物陶瓷仿生矿化牙釉质研究进展

牙齿脱矿及时修复,可避免龋齿的发生,尤其是儿童牙齿矿化不全,更容易导致脱矿而引起龋齿.生物医用活性陶瓷具有较好的生物活性和生物诱导性,可促进组织的矿化.通过钙磷基和钙硅基生物活性陶瓷探讨对牙釉质脱矿后的仿生矿化效果,对比其矿化机制进行阐述.该类生物活性陶瓷具有较好的生物学性能,在口腔及骨修复中发展前景较好,是临床上硬组织修复的首选材料之一.     

挖掘机意象仿生设计方案分析及实验研究

针对以挖掘机为代表的工程机械产品造型设计需求,结合意象仿生、语义差异法和眼动追踪实验,提出了具有借鉴价值的造型设计流程体系。以挖掘机为研究对象,合理选用意象仿生对象,研究分析其生物特征和造型特点,建立生物仿生特征和挖掘机造型特征的映射关系,借助多重排列组合方式形成不同的设计方案,并运用眼动追踪实验采集数据评价造型。结果表明,眼动追踪实验结果与意象仿生设计方案基本保持一致。所提出的设计流程在一定程度上为挖掘机的造型设计提供了新的思路。     

磷酸钙与胶原双相多级仿生骨组织工程支架研究

磷酸钙与胶原是天然骨组织的重要组成成分,介绍了一种仿生设计磷酸钙与胶原双相复合的多级仿生骨组织支架.采用双氧水发泡技术精确定制磷酸钙支架孔结构,结合真空灌注胶原以及仿生矿化技术,构建磷酸钙,胶原双相多级仿生骨组织支架,材料的孔结构及化学组分可实现定制设计.通过对支架材料测试表征,结果显示,这种无机/有机/无机多级仿生支架材有良好的力学性能.材料的体外细胞实验结果证实,这种多级仿生支架材料具有良好的生物相容性.     

菊糖水溶液中具有分级结构碳酸钙的仿生合成与表征

依据仿生矿化的基本原理以菊糖作为有机基质以CaCl2为钙源,NH4HCO3为CO2来源,采用气体扩散的方法合成了花束状并且具有分级结构特征的碳酸钙,对所得产物进行了XRD,SEM,FTIR和TG-DTA表征.结果表明,菊糖水溶液中得到的为方解石和球霰石的混合晶型的CaCO3.进一步机理研究表明菊糖在CaCO3形貌的形成过程中起着重要的作用.     

仿生优化算法及其在函数优化问题中的应用

仿生优化算法是一类解决函数优化问题的更好方法.本文基于遗传算法、蚁群算法和人工鱼群算法的基本原理,探讨了各种算法在求解函数优化问题中的应用.两个典型函数极值问题的数值实验表明,这三种仿生优化算法在求解函数优化问题中具有良好的优化性能,其中鱼群算法性能最好.     

兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架性能分析

为避免兆瓦级风力发电机组风激共振破坏问题,采用流体控制方程建立了兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架流场模型,模仿棕榈树树干直径随高度变化的规律,分3段建立仿生塔架,对兆瓦级垂直轴风力发电机组塔架进行了流固耦合数值分析。结果表明,仿生塔架与同类项普通塔架相比,兆瓦级垂直轴风力发电机组仿生塔架变形虽然稍有增大,但能满足风机塔架的变形设计要求,其最大应力下降了3 MPa,1阶固有频率避开了共振的频率范围,材料用量减小了10%,减轻了塔架的质量。     

高压输电塔线体系风冰振动力特征分析

以安徽省六安市某输电塔为例,利用大型有限元软件ABAQUS6.9建立了输电塔架以及输电塔线体系的力学模型。分别对其进行计算分析,得到如下结论：输电塔线体系的振动表现为导地线的弦振动为主,振动时高阶振型均表现为导地线的一次弦振动。导地线振动时其内部产生张力,带动输电塔架的振动,塔架振动产生的位移与导地线的位移叠加,又会引起导地线内部应力的变化;输电塔线体系的覆冰,增大了塔线体系的质量,限制了塔线体系的振动,使得其振动的周期增大,自振频率减小。     

大型水平轴风力机多体系统的动力学分析与仿生设计

采用ANSYS建立了1.5 MW直驱风力机多体系统的动力学模型,计算了系统的固有频率,对系统的共振性和稳定性进行了分析,并探讨了在极端运行阵风下风力机系统各部件的瞬态响应振动.分析结果表明:塔架为柔塔,在正常工作转速下风力机能够安全、稳定运转;由于各个部件刚度不同,使得叶片叶尖振动较其它部件复杂,叶尖的振动是受风栽作用...     

用十六烷基三甲基溴化铵／甘氨酸二元体系制备碳酸钙晶体

研究用仿生合成方法,利用十六烷基三甲基溴化铵/甘氨酸二元体系合成六方形碳酸钙晶体,并对反应时间、二元体系的浓度比等反应条件对产物形貌和晶型的影响进行探讨,利用X射线粉末衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等检测手段对所得的碳酸钙晶体进行了形貌与结构表征。通过XRD和SEM发现,在不同浓度比的十六烷基三甲基溴化铵/甘氨酸二元体系和反应时间生成的碳酸钙具有不同的晶体结构和形貌,分析了其可能的成因。     

仿生设计类型分析研究

基于类型学的仿生设计因在各种现象之间建立关系而有助于论证和研究,所以依据设计思维的切入点和设计美学核心层的区别,建构了一种新的分析角度,并试图通过这些分析,寻找超越现象层面的对仿生设计意义和价值更为深入的探索和领悟。