Numerical Analysis of the Constrained Blister Test

The constrained blister test is investigated through finite element analysis to determine the applicabilities and the limitations of the new technique. Numerical results confirm that the strain energy release rate asymptotically approaches a constant value. These results also show that the test technique and the approximate solution for strain energy release rate are applicable for some practical cases.     

交流接触器温度场仿真及试验验证

将ANSYS有限元热分析应用到交流接触器热特性分析中,模仿其实际工作环境,构建交流接触器三维稳态热分析模型,确定热源、导热系数和表面散热系数,对接触器的稳态温度场进行分析;进一步改变施加的边界条件,研究不同散热方式下接触器的温度分布。最后对CJX2-0910型交流接触器进行温升试验,将温度场的仿真结果与试验结果比较,误差较小,表明所建立热分析模型的可行性。研究结果对接触器材料的选择、结构的设计及其性能的优化有重要意义。     

生物质中元素分布特征的聚类分析研究

测定了稻草秆、小麦秆、玉米秆、棉花秆、大豆秆、玉米芯、花生壳和柳树、松树、桦树、杨树、杉树 1 2个农业生物质和林业生物质种类 2 7个样品中主要元素 K,Ca,Na,Mg,Al,Fe,P和痕量元素 As,Cr,Co,Cu,Cd,Mn,Mo,Ni,Pb,Ti,Zn,V,Si,Ba,Be,Se,Sb,Ge,Hg的含量 ,并用SPSS聚类分析法分别进行了 R型和 Q型聚类研究 ,对这些元素在生物质中的分布特征进行了研究 .结果显示 :杨木、杉木和桦木与松木和柳木归成一大类 ,经济类作物黄豆秆和棉花秆分别归类后又归入一大类 ;农业生物质稻草秆和小麦秆、玉米秆被归入一类 ;虽然 2 7种生物质样品分别取自我国东北、华东、华北和西南地区 ,在地理位置上相距极远 ,但样品聚类谱系图表明 ,元素的分布特征与生物质的种类的关系显著 ,与产地的关系不明显 ,即元素的分布特征受种类的影响大 ,而受生长环境、气候、土壤条件的影响小 .     

Augment low-field intra-operative MRI with preoperative MRI using a hybrid non-rigid registration method

Background

Preoperatively acquired diffusion tensor image (DTI) and blood oxygen level dependent (BOLD) have been proved to be effective in providing more anatomical and functional information; however, the brain deformation induced by brain shift and tumor resection severely impairs the correspondence between the image space and the patient space in image-guided neurosurgery.

Method

To address the brain deformation, we developed a hybrid non-rigid registration method to register high-field preoperative MRI with low-field intra-operative MRI in order to recover the deformation induced by brain shift and tumor resection. The registered DTI and BOLD are fused with low-field intra-operative MRI for image-guided neurosurgery.

Results

The proposed hybrid registration method was evaluated by comparing the landmarks predicted by the hybrid registration method with the landmarks identified in the low-field intra-operative MRI for 10 patients. The prediction error of the hybrid method is 1.92 ± 0.54 mm, and the compensation accuracy is 74.3 ± 5.0%. Compared to the landmarks far from the resection region, those near the resection region demonstrated a higher compensation accuracy (P-value = .003) although these landmarks had larger initial displacements.

Conclusions

The proposed hybrid registration method is able to bring preoperatively acquired BOLD and DTI into the operating room and compensate for the deformation to augment low-field intra-operative MRI with rich anatomical and functional information.     

MEMS气体流量传感器的简易流量测试装置

为了完成所研制的MEMS气体流量传感器样品的流量测试与标定,设计制作了一种由标准流量发生器和传感器信号读出与数据采集电路组成的简易流量测试装置。标准流量发生器由注射器和可更换的砝码组成,利用不同的砝码配重,在注射器出气口产生合适的恒定气体流速。通过理论分析和Ansys有限元数值仿真,验证了简易标准流量发生器的可行性。传感器信号读出与数据采集电路基于内建多路A/D转换器的单片机实现,具有传感器加热电阻器的恒温控制、流量信号的数字检测和显示的功能。采用该简易流量测试装置对自行研制的MEMS气体流量传感器进行了流量测试与标定,获得了待测器件的标定参数、传感器流量测量的绝对误差和相对误差。     

平行梁式电容传感器力学性能的仿真与分析

针对S型平行梁式电容称重传感器参数结构设计问题,运用有限元软件ANSYS Workbench对平行梁式弹性体结构进行参数化模拟仿真,基于二次多项式曲面拟合建立其结构力学性能与主要结构参数的函数关系,并通过算例分析验证了拟合公式的有效性。研究表明,拟合公式对复杂仿真计算后的结果有很好的近似,能更好的反应实际情况,公式结构更加简洁,具有较快的收敛速度、较高的精度和较好的推广能力,有利于准确实现平行梁式电容称重传感器结构参数设计。     

基于有限元方法的3-PPSR大长径比柔性并联机器人刚度模型分析

为实现较大工作空间的运动,设计了一种大长径比的3-PPSR结构的微操作柔性并联机器人.该机器人由压电马达驱动,采用大长径比柔性铰链连接,柔性铰链的变形范围在毫米级,适用于要求大变形的场合,同时具有结构简单、无奇异、无间隙、运动精度高等特点.由于系统的刚度直接影响系统的运动精度、承载负荷等性能,针对大长径比柔性铰链特点,运用有限元方法,建立了柔性铰链的数学模型,并采用整体刚度的方法,结合机构协调方程和力平衡方程,得到系统的柔性刚度模型.最后,采用ANSYS比较了所建理论刚度模型结果与有限元模型分析的结果.分析结果表明,理论刚度模型合理,符合机构的运动特征.     

用三维实体单元分析薄壁箱型结构应注意的问题

从四边固定正方形板受均布载荷的经典问题入手,结合不同类型单元的特点,探讨应用三维实体单元分析薄壁箱型结构时应注意的几个问题,纠正三维实体单元分析和应用的误区,为提高结构分析计算结果精度提供参考.     

玻璃钢筋混凝土的有限元计算与试验

钢筋混凝土广泛应用于土木工程领域，但其结构耐久性因钢筋本身的锈蚀成为现今急待解决的问题。人们一直在寻找对钢筋混凝土进行改良的途径，用玻璃钢筋代替普通钢筋是解决这一问题的一个有效的方法，为此进行了试验和ANSYS有限元分析，结果证明此法具有可行性。     

Robust Treatment of Degenerate Elements in Interactive Corotational FEM Simulations

We address the problem of robust and efficient treatment of element collapse and inversion in corotational FEM simulations of deformable objects in two and three dimensions, and show that existing degeneration treatment methods have previously unreported flaws that seriously threaten robustness and physical plausibility in interactive applications. We propose a new method that avoids such flaws, yields faster and smoother degeneration recovery and extends the range of well‐behaved degenerate configurations without adding significant complexity or computational cost to standard explicit and quasi‐implicit solvers.