动脉瓣的粘弹性行为

本文用冯元桢先生提出的连续松弛谱模型，研究了人动脉瓣组织的粘弹性行为。由应力松弛试验数据，求出了瓣叶材料的粘弹性常数。本研究的特点在于，考虑了主动脉瓣和肺动脉瓣间的差异，也区分了肺动脉瓣叶的方向性。结果显示，粘弹性参数在主动脉瓣和肺动脉瓣之间虽有差异，但却很小；而瓣叶性能的方向性却更强，即同瓣周向与径向间粘弹性差异较大。我们关于主动脉瓣的粘性损失角（或内阻尼值）与Ｌｉｍ和Ｂｏｕｇｈｎｅｒ［５］的结果比较接近     

生物瓣瓣叶应力分布的有限元分析

以提高生物瓣膜在体内寿命为目的 ,通过对瓣叶进行有限元分析 ,讨论不同情况下的生物瓣膜受最大载荷时的应力分布情况 ,得出影响瓣叶应力分布的主要因素为 :瓣叶的材料特性、瓣叶形状的几何构型和钙化因素 为改进瓣膜设计和瓣叶形状设计提供了依据     

大动脉调转手术规划的生物力学机理研究进展

大动脉调转术是治疗完全性大动脉转位的理想手术方式,其主要目的是矫正其畸形的解剖结构;手术近期和远期效果满意. 根据临床医生的经验和设想,提出了目前大动脉调转手术面临的问题. 综述了关于大动脉调转手术临床上的手术技巧;综述了国内外主动脉根部生物力学机理研究的有限元模型、实验研究等方面的最新研究进展;综述了几何构型因素对主动脉瓣关闭功能影响的研究进展. 在此基础上,对改进大动脉调转手术方案的生物力学机理研究进行了展望.     

套筒灌浆搭接及对接接头高应力反复拉压试验

为比较套筒灌浆搭接及对接接头间力学性能差异,进行了41个搭接接头和20个对接接头的单拉及高应力反复拉压试验。结果表明：单拉及高应力反复拉压时,两种接头均能实现最大力下总伸长率大于6%、延性系数大于4,强度基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,两种接头承载力均有所提高,但接头初始刚度和延性下降;防偏转措施可减少搭接接头残余变形,但其约束刚度有限,搭接接头残余变形略大于对接接头,防偏转搭接接头及对接接头残余变形基本满足规范要求;高应力反复拉压后单拉时,搭接接头套筒中部截面在加载前期纵向受拉、环向受压,加载后期纵向受压、环向受拉,对接接头套筒加载过程中均为纵向受拉、环向受压;高应力反复拉压结束后单拉时,防偏转、不防偏转搭接接头套筒中部截面近钢筋侧最大纵向拉应变分别为对接接头的0.10～0.39倍、0.13～0.18倍,最大环向压应变分别为对接接头的0.09～0.49倍、0.02～0.32倍,搭接接头对套筒材性要求较低;钢筋直径相同时搭接接头材料成本较对接接头降低约35%。     

堆石料力学性能的数值模拟分析

摘 要：利用离散单元法研究了堆石料的力学和变形性能,以及数值模拟过程中相关参数对其力学性能的影响。根据离散元基本模型和相关的几何理论生成两种不同的堆石料颗粒模型,即球形单颗粒模型和不规则形状的颗粒簇模型,研究材料的颗粒形状对堆石料强度的影响。基于颗粒簇模型,运用控制变量法,研究摩擦角和杨氏模量对堆石料的剪切强度和变形特性的影响。通过数值模拟,得出不同试验条件下相应的应力-应变曲线,分析其峰值应力、残余强度、最大应变、弹性模量以及剪缩剪胀趋势等,从而研究试样的不同力学响应。结果显示：在相同的应变率加载条件下,随着围压从300 kPa增加到500 kPa和更高的1000 kPa,球形颗粒模型对应的峰值剪切应力从相应的500 kPa增加到1700 kPa;而不规则形状颗粒簇模型对应的峰值剪切应力则从1400 kPa增加到3500 kPa,明显高于相应围压条件下的球形颗粒模型所对应的峰值剪切应力。当试样摩擦角从10°增加到50°时,相应的峰值应力则从不到1000 kPa增加到3250 kPa,相应的最大体积应变从6.5%增加到20%。杨氏模量E从107 Pa变化到109 Pa时,峰值剪切应力随之从相应的1350 kPa增加到2575 kPa。在此过程中,试样整体应变则从剪缩过渡到剪胀。     

风力机叶片根部孔缺陷补强的有限元分析

风力机复合材料叶片在生产过程中难免出现各种加工质量问题.以1.5 MW根部T型螺栓孔打孔损伤叶片为例,提出了打孔错误叶片根部的修补方案,建立了修补后叶片根部的有限元模型.对叶片根部的修补方案进行三维有限元应力分析,得到修补后叶跟和T型螺栓的应力分布.比较修补前后的应力情况,发现修补后缺陷区域的最大拉应力变化不大,而剪应力减小的幅度较大,螺栓的最大拉应力略有降低.结果表明,通过修补后,缺陷区域的应力状态有所改善.     

一体化小腿假肢在不同步态时相的应力分布

在典型步态时相对一体化假肢进行应力分析,为一体化假肢的设计提供参考。采用一实验阶段的内骨架一体化小腿假肢的真实几何构型,并考虑残端软组织和骨,建立三维有限元模型,分别施加HeelStrike、FootFlat、Mid Stance、HeelOff和ToeOff5个典型步态时相的载荷,计算假肢内的应力分布,采用VonMises应力为分析指标。结果表明:一体化假肢和软组织各区域的应力在HeelOff步态时相均为最大,假腿、接受腔、交界区域的最大VonMises应力分别为30MPa、18MPa、32.1MPa,软组织表面最大正应力为703.8kPa。HeelOff为步态周期中最不利的步态时相,一体化假肢的设计应该重点考虑满足该步态时相的强度要求。     

小净距盾构隧道施工管片附加应力监测与分析

为了研究在小净距隧道施工过程中新建隧道对先行隧道内力的影响,本文通过实际工程现场监测数据,总结了先行隧道管片附加内力大小及变化规律.采用振弦式表面应变计和频率读数仪对北京地铁某区间先行隧道管片环向和纵向的附加应力进行了现场监测,给出了环向附加应力和纵向附加应力历时变化曲线,并对不同测点附加应力在历时变化中最大值及稳定值进行了比较分析.监测结果表明:环向应力为压应力,其量值比纵向应力的量值大,且水平直径处受力最大,最大值达12.77 MPa.所得结论定量评价了小净距盾构隧道施工相互影响程度,为盾构隧道设计施工监测提供参考依据.     

金刚石刀具前角对超精密切削过程影响的有限元分析

基于大变形有限元理论和更新的拉格朗日方程式,建立热机械耦合的平面应变正交切削模型,并利用通用的商业有限元软件,对6061铝合金的超精密切削过程进行有限元仿真．分析金刚石刀具前角对切削力、切屑变形、切屑根部最大应变、作用于前刀面最大压应力和切削温度分布的影响．结果表明：随前角由负向正变化,切屑厚度变小而长度变长、切屑的曲率半径随着变小,切削力和切屑一刀具接触面上最大压应力则随之下降,刀尖附近的切削温度逐步上升,但切屑根部的最大应变则保持不变．以此优选金刚石刀具前角．     

纤维直径对聚丙烯纤维混凝土单丝拉拔性能的影响

以纤维直径为变量,建立了聚丙烯纤维增强混凝土的单丝拉拔数值模型,分析了纤维直径对单丝拉拔性能的影响。结果表明:纤维直径越大,单丝拉拔试件的峰值荷载越大,但拉拔韧度和界面最大粘结强度则越小;纤维直径的变化对单丝拉拔损伤破坏现象影响甚微;纤维直径较小的试件能够获得多次声发射峰值,耗能较大,具有良好的增韧效果。     

正畸中牙根形态对牙根应力分布的影响

对比分析正常形态和牙根弯曲的牙齿在正畸力作用下牙根及牙周膜的应力分布,为临床上不同形态牙齿的正畸方案提供参考.选用正常形态和牙根弯曲的上颌侧切牙,考虑相同的牙槽骨,基于CT扫描分别建立三维有限元模型,施加与整体移动、倾斜移动和压入移动相对应的载荷,对两个模型在相同载荷作用下牙根和牙周膜的von Mises应力进行比较.结果表明,3种载荷工况下,两种形态牙根的应力分布规律相似,整体移动和倾斜移动的载荷作用下,应力都是自根尖向牙槽骨嵴顶处逐渐增大;压入移动的载荷作用下,在远中根尖附近都出现一个应力集中区,牙根应力的最大值就在这个区域.然而,各载荷工况下,弯曲牙根模型的牙根和牙周膜的应力值都明显高于正常形态牙根模型,特别是压入移动,很可能导致牙根吸收.牙根弯曲会导致牙根及牙周膜应力的增高,正畸治_疗中应考虑牙根形态异常对某些移动方式不利的情况,以采取相应的措施.     

催化剂粒径对DBD反应器性能影响的研究

为研究DBD低温等离子体协同催化反应器中催化剂颗粒直径对放电功率和NOX脱除率影响规律,分别将五种不同颗粒直径的催化剂装入相同条件的反应器中,通过变压器改变交流电源输入电压,用功率表测定不同电压条件下的输入功率,用数字示波器测试放电电压以及Lissajous图像并计算放电功率,用气体在线检测装置测试反应器进出口浓度计算NOx脱除率。实验发现随催化剂颗粒直径增加放电电能和NOx脱除率先增大再减小,有最大峰值;随着输入电压增加催化剂颗粒直径对放电电能和NOx脱除率的影响进一步增大。在本实验研究中催化剂最佳颗粒直径在4mm左右,当输入电压为40kV时,最大有效放电能量和NOx脱除效率分另为29．3w和76．67％。该结论可为DBD协同催化反应过程中选择适宜催化剂颗粒直径提供理论依据。     

管道条件下超细煤粉尘的爆炸特性研究

研究了4种不同粒径的超细煤粉尘在管道条件下的爆炸过程和爆炸特性.研究了超细煤粉尘爆炸前后工业成分及物理状态的变化;研究了煤粉尘的浓度和粒径对超细煤粉尘在管道条件下的最大爆炸压力及最大爆炸压力上升速率的影响规律.研究表明,随着煤粉尘粒径的减小,爆炸后产生的灰分减少,而最大爆炸压力越大,最大爆炸压力上升速率也越大.     

长短桩、变径桩桩间相互作用系数数值研究

采用三维数值方法,建立长短桩、变径桩双桩模型,通过大量的数值计算,分析桩顶荷载水平、桩距径比、不同桩长、桩端土模量比及不同桩径对相互作用系数的影响。分析表明,在线弹性变形阶段,桩-桩相互作用系数近似为恒定值,与桩顶荷载水平无关,进入塑性变形之后,则逐渐减小直至极限状态时趋于0;长短桩桩长比及桩端土模量比对短桩-长桩相互作用系数影响大,而对长桩-短桩相互作用系数影响小;变径桩相互作用系数仅与受荷桩桩径有关;并提出了针对长短桩、变径桩的简化计算公式,为实际工程提供参考。     

泄漏油品在不同颗粒直径土壤中扩散范围计算

针对油品在不同颗粒直径的土壤中渗透范围计算问题,借助CFD软件建立土壤多孔介质中油水两相流动的三维流动传质耦合模型。模拟结果表明,油品在0.5mm和0.221mm较大颗粒土壤中的泄漏范围是以U形区域扩散;在0.147mm和0.098mm较小颗粒土壤中以蛋状区域扩散;在0.021mm和0.002mm微小颗粒土壤中以鸭梨状区域扩散。油品泄漏1min内,在6种土壤中的扩散速率几乎相同;泄漏1～5min之间,颗粒在0.5mm至0.021mm依次减小的5种土壤中油品扩散速率逐渐增大,0.021mm比0.5mm土壤的扩散率高约12%;颗粒小于0.021mm时,其与0.002mm在相差近10倍的情况下,扩散速率几乎相同。     

有向双环网络的平均直径及其紧优性

用a,b,p,q4个几何参数表示有向双环网络的平均直径,给出计算4个参数的算法,分析直径与平均直径之间的关系.结果表明直径与平均直径的分布呈轴对称图形;同一点上平均直径约等于直径的1/2;当平均直径取得最小值时,直径不一定取得最小值.实验结果同时表明双优双环网络的存在.     

简体带大接管的内压容器弹塑性有限元分析

针对筒体带大接管的内压容器在相贯区附近会产生较高的应力集中这一问题,考虑材料的塑性变形特性,对不同开孔率的内压容器结构进行了一系列的弹塑性有限元分析。计算结果表明,纵向对称面筒体与接管的内相贯处是应力集中最严重的部位,外相贯处由于有焊接接头而使应力集中大大缓解。在逐步加载过程中,加载前期相贯区周边应力呈线性增长,一定程度后主要表现为高应力范围的扩大。对于均处于塑性阶段的结构而言,开孔率的大小对高应力区的分布范围影响较大。与未带接管的大开孔结构相比,接管的添加大大降低了孔周边的应力集中。     

天然气平板闸阀的有限元应力分析及结构改进

为了研究某闸阀发生开裂事故的原因,利用有限元方法对闸阀结构进行了应力分析.根据闸阀结构二维图纸的相关参数,运用三维建模软件建立闸阀的几何模型;将几何模型导入有限元分析软件ANSYS的仿真平台Workbench,建立闸阀的有限元分析模型;以闸阀的实际工作情况为依据,对闸阀的有限元分析模型施加边界条件,计算出闸阀的应力分布.闸阀的应力分布结果显示,闸阀在其凸台结构处具有应力集中现象且闸阀的最大应力也出现在凸台结构处,易引起闸阀凸台处的开裂.为了缓解闸阀凸台结构处的应力集中现象,对闸阀结构进行改进,去掉闸阀上引起应力集中的凸台结构.改进后的闸阀有限元应力分析表明：其最大应力值比改进前降低了37％左右,能更好地保证闸阀的安全使用.     

环流式旋流器的结构改进与性能研究

采用丙烯腈催化剂粉末-水混合物系,测定了4种具有不同锥角、不同进口管形状的环流式旋流器的操作性能,并进行了比较。结果表明,底锥角度为6°,进口截面为矩形环流式旋流器压降较低,效率较高,切割粒径d50大约为7.5μm。