Analysis of contact melting around a horizontal elliptical cylinder heat source

The process of AT-driven contact melting of the solid phase change material （PCM） around a horizontal elliptical cylinder heat source is analyzed. Aiming at the problem existed in the published literature, namely the thickness of boundary layer tends to be infinite at φ = 90°, and considering the difference of normal angle between the horizontal elliptical cylinder surface and the solid-liquid interface of PCM, a new mathematic model is proposed, and the fundamental equations for the melting process are derived with the film theory. The new pressure distribution inside the boundary layer, the variation law of normal angle of the solid-liquid interface, the thickness of the boundary layer and the relationship between the melting velocity and resultant force are obtained. The solutions of the fundamental equations under different elliptical compression coefficients are analyzed and discussed. It is found that the thickness of the boundary layer obtained by the new model is a finite value and accords with the experimental result at φ = 90°.     

弧齿锥齿轮锥度切削原理与试验

基于微分几何梅尼埃定理,分析了弧齿锥齿轮锥度切削的原理,介绍了锥度切削的加工方法和实现条件。根据局部综合法建立了弧齿锥齿轮锥度切削的数学模型。利用M atlab和三维软件Pro/E,绘制出了小轮锥度切削的齿轮模型。在数控铣齿机上进行了锥度切削试验,并在锥齿轮滚动检查机上进行了接触印痕检查,验证了在数控铣齿机上实现锥度切削的可行性。     

一类Contact型李超代数的生成元

研究了特征p〉3的域上外代数Λ（n）与有限维Contact型李代数K（m,t）的张量积所构成的李超代数Λ（n）K（m,t）的结构.通过计算,确定了这类李超代数的乘法生成元.     

髋臼周围截骨术中球面软骨层的动步态接触数值模拟

数值分析已应用于髋臼周围截骨术的模拟中,以 模拟增生性髋关节接触应力集中的改善。由于很难从CT或MRI图像中分割软骨层,因此假定髋关节模型为简单的完美球窝形关节。本研究的目的是通过数值模拟接触分析来阐明球面软骨层建模方法,模拟髋臼周围截骨术中动步态的软骨层接触压力和接触面积。并通过旋转截骨段模拟髋臼周围截骨术。数值模拟结果表明,在球面软骨层模型中观察到相对连续的接触压力分布和较低的峰值接触压力,球面软骨层建模方法能合理的反映软骨层接触压力。髋臼周围截骨术后能明显的改善软骨层接触压力分布,从而为髋臼周围截骨术提供生物力学参考数据。     

混合有限元法在弹性接触问题中的应用

讨论了利用Hellinger-Reissner二类变量广义变分原理解决定边界接触问题的混合有限元法,并且给出这种计算方法的数值实例。数值结果表明该方法在定边界弹性接触问题中的应用行之有效。     

研究汽车碰撞中头颈部动态响应的有限元模型的建立和验证

建立并验证了一个基于人体解剖学结构的头颈部三维有限元模型．该模型由颅骨、脑、颈椎骨、椎间盘、肌肉、韧带和小关节组成,总节点数为17758,单元数21803,模型生物材料特性分别用弹性和粘弹性模型描述．整个头颈部模型应用关国海军生物力学实验室前碰撞志愿者实验及查尔摩斯大学后碰撞滑车实验的数据进行了验证．采用该模型计算了头颈部的加速度、角速度等运动曲线及HIC值．验证结果显示该模型具有较好的生物逼真度,可用于研究在汽车碰撞事故中头颈部损伤生物力学问题和开发损伤防护装置．     

猪十二指肠和空肠生物力学性能特性

研究了猪十二指肠和空肠的生物力学性能,结果表明：其应力－应变关系为指数函数关系。从材料常数C和α比较来看,十二指肠和空肠的指数系数α值较接近,这说明十二指肠和空肠应力应变趋势是一致的。在一定应变下,十二指肠的增量弹性模量大于空肠的增量弹性模量。这说明,空肠更容易发生变形。本试验研究为研制体内运行的医用微型机器人提供基础数据。     

基于ADAMS.LifeMOD的人体头颈部动力学仿真与验证

基于多刚体动力学软件ADAMS和生物力学仿真软件LifeMOD,建立了一个人体头颈部三维多刚体动力学模型。该模型包括颅骨、颈椎骨、肩胛骨、躯干上段以及体现粘弹性性质的肌肉组织。采用美国海军力学实验室的前碰撞志愿者实验数据对模型进行了验证。验证结果表明,该模型具有很好的可信度,可以用来研究在碰撞条件下头颈部的动力学响应特性。     

对线对小腿截肢患者残侧下肢生物力学特性的影响

为定量研究假肢对线对小腿截肢患者行走过程中残侧下肢生物力学特性的综合影响,建立了考虑对线设置的三维刚体动力学模型,并结合步态实验,得到膝关节力矩、步态时相对称性和残端界面压力等参数。结果表明:异常对线主要影响残侧膝关节力矩和步态时相对称性,对残端压力影响较小;腿管近端适配器的调整在对线设置中的作用较远端适配器明显;由于患者的自身调节作用,假肢正常对线要实现患者下肢生物力学性能的总体最优而非单项最优。     

带静电斥力弹性杆的Cosserat方程及其数值模拟

根据牛顿动力学定律,导出弹性杆的Cosserat方程,引入欧拉参数将方程组化为方便数值计算的分量表达形式.导出弹性杆的静电斥力的数值表达式,进一步导出带静电斥力的弹性杆的Cosserat方程.最后利用数值方法进行数值模拟.