关键词： 等离子体氧化   等离子体诊断   NS-DSMC方法   Langmuir探针   等离子体均匀性  

摘要： 采用Navier-Stokes方程和直接模拟蒙特卡罗方法相结合的方式模拟了反应腔内的气体流动,并结合Langmuir探针检测设备分析了气体流速与等离子体密度的关系。结果表明,流体均匀性对等离子体的均匀性有显著影响。在6.5 Pa的压力下,等离子体密度和流速呈正相关,与在大气压下的实验结果一致,说明提高流体均匀性可以提高等离子体的氧化均匀性。

关键词： SCARA机械臂   有限元分析   方差分析   造型评估  

摘要： 目的:探索在设计前期针对SCARA机械臂造型进行评估及优化的方法,以有效缩短SCARA机械臂的开发周期.方法:运用造型设计软件构建三种SCARA机械臂造型方案,通过NX Nastran对方案进行力学及模态分析,求得各方案的顶端位移量、结构最大应力值及低阶固有频率等,运用比率法思维推导计算公式,对方案进行评估.通过方差分析法的F检验,分析方案薄弱环节的影响因素,并对最终方案进行优化,完成SCARA机械臂的设计.结果:综合数据评估表可知方案Ⅰ最优.根据方差分析结果,壁厚对顶端位移的影响具有显著性,以此对方案Ⅰ的壁厚进行优化并重新评估,方案有了明显优化.结论:方案Ⅰ的力学优越性表明评估结果较为合理,优化后的造型方案分析结果侧面验证了评估及优化的合理性,表明本研究方法具有一定的可行性.

关键词： 股骨粗隆间骨折   前内侧皮质   股骨近端防旋髓内钉   内固定   有限元分析  

摘要： 目的利用有限元模拟计算评价前内侧皮质不同复位类型对股骨粗隆间骨折髓内钉内固定力学稳定性的影响。方法将1例65岁健康男性股骨CT数据及股骨近端防旋髓内钉数据导入相关软件,按照前内侧皮质正性、中性和负性复位类型进行组合,生成9组AO 31-A2.1型股骨粗隆间骨折髓内固定三维模型。在相同的约束条件下分别施加轴向压缩、侧方挤压、水平剪切载荷,测量和评价模型骨折端最大位移、股骨最大弹性应变和股骨近端防旋髓内钉最大应力。结果轴向压缩、侧方挤压、水平剪切载荷下正-正组骨折端最大位移、股骨最大弹性应变、股骨近端防旋髓内钉最大应力均最小。内侧皮质正性组(正-正组、正-中组、正-负组)在3种载荷下的骨折端最大位移、股骨最大弹性应变、股骨近端防旋髓内钉最大应力小于中性组和负性组,差异有统计学意义(P<0.05)。按前侧皮质对位分类,正性组、中性组、负性组在3种载荷下的骨折端最大位移、股骨最大弹性应变、股骨近端防旋髓内钉最大应力差异无统计学意义(P>0.05)。结论股骨粗隆间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定手术的关键在于确保股骨近端内侧皮质的复位质量,而前侧皮质起辅助作用,内侧皮质负性对位是术后稳定性丢失的危险因素。

关键词： 环氧涂层   渗水   弛豫时间分布   有限元模拟   腐蚀机理  

摘要： 采用弛豫时间分布(DRT)技术和有限元模拟方法,从微观电化学角度分析研究了环氧涂层的渗水行为过程。结果表明:环氧涂层的渗水过程分为3个阶段:初始阶段、饱和阶段和失效阶段。3个阶段中,涂层内部水和腐蚀性介质的含量不同,会严重影响涂层的电容变化。本文为有机防护涂层的机理研究提供了一种新的综合分析方法。

关键词： 预应力钢-竹组合工字形梁   受弯性能   有限元分析   各向异性   内聚力单元  

摘要： 采用有限元软件ABAQUS对预应力钢-竹组合工字形梁的受弯性能进行了三维非线性有限元分析,模型中考虑了重组竹的各向异性和屈服准则,引入内聚力单元模拟了钢-竹界面的黏结滑移,并将模拟结果与试验结果进行了对比,探讨了预应力大小对组合梁受弯性能的影响规律。结果表明:模拟与试验中,预应力钢-竹组合工字形梁的破坏特征及荷载-挠度曲线基本一致,容许承载力及最大跨中挠度吻合较好;配置预应力筋可提高组合梁的刚度,但随着预应力值的增大,组合梁刚度无明显变化,而极限承载力及变形能力提高,钢-竹界面胶层破坏情况延缓,当预应力过大时会导致组合梁钢-竹界面过早脱胶、极限承载力降低,为了满足承载能力和变形性能的要求,建议预应力施加值为普通钢-竹组合工字形梁的容许承载力值。

关键词： 球墨铸铁预应力传递装置   受压性能试验   有限元分析   失稳破坏   极限承载力  

摘要： 针对一种新型的全长压力型后张预应力抗浮锚杆,设计制作了4种不同型号的球墨铸铁预应力传递装置。为了研究该装置在预应力钢绞线张拉过程中的受压性能,对各型号的铸铁装置开展了受压性能试验,并采用ABAQUS有限元软件对铸铁装置的受压性能试验做了数值模拟研究。结果表明:在预应力张拉条件下,各型号铸铁装置的受压破坏形式相同,均表现为局部失稳破坏,且失稳破坏发生位于肢件1/2H0处;各型号铸铁装置的极限承载力超过其设计承载力,能满足钢绞线张拉需求;增大铸铁装置截面尺寸能够显著提高其极限承载力,其中肢件未加腋的铸铁装置HM27相较于HM18提高了约18%,而肢件加腋的铸铁装置HM45比HM36提升了约27%。

关键词： 钢筋   螺纹滚压   滚压设备   有限元   塑性变形  

摘要： 面对我国对建筑钢筋的庞大需求以及钢筋两端高效精密制造出螺纹的要求,迫切需要新的加工工艺和设备来满足。分析各类螺纹滚压工艺原理、特点和工艺参数之间的关系,提出一种钢筋剥肋滚压复合新工艺。基于该工艺设计并研制了对称式剥肋滚压设备,滚压模具相位保持机构和对称机构显著提高了钢筋端头螺纹成形的可靠性和效率。通过静力学分析了主轴变形以及箱体模态。利用有限元分析了滚压过程的塑性变形情况和材料流动规律,发现滚压过程中螺纹成形的等效应变随着模具的进给而增加,在切入段集中在齿廓周围,校正段和成形段均分布在整个螺纹,且坯料芯部没有应力和应变发生。牙侧材料从底部流向顶部导致齿高逐渐变高,且牙底的轴向位移最大。在所研制的设备上开展了剥肋滚压试验,验证了剥肋滚压工艺及其设备的可行性与可靠性,结果表明适当增加钢筋的剥肋直径可消除齿顶拉尖现象,同时精确的模具中心距是保证成形螺纹尺寸精度的重要因素。

关键词： 无托槽隐形矫治器   整体内收   前牙   微种植钉   生物力学   有限元分析  

摘要： 目的研究无托槽隐形矫治器用于拔牙后,单纯内收与辅助不同高度微种植钉到尖牙颈部牵引钩200 g牵引力内收时的前牙生物力学变化。方法选取1名牙列完整、身体健康的年轻志愿者,采用锥形束CT建立上颌牙列-无托槽隐形矫治系统三维有限元模型,根据植入微种植钉高度不同分为空白对照组(仅矫治器加力)、3 mm、4 mm、5 mm、6 mm、7 mm、8 mm及9 mm组,均通过微种植钉与尖牙颈部牵引钩200 g牵引力联合器加力;分析各组的前牙位移及牙周膜应力分布情况。结果微种植钉高度≤4 mm时,前牙最大牙周膜等效应力、矢状向倾斜位移随高度增加而增大,切牙的合向位移随高度增加而增加,尖牙的合向位移随高度增加而减小;微种植钉高度≥5 mm时,以上指标均随高度增加而减小。结论无托槽隐形矫治器整体内收前牙时,主张增加种植钉支抗高度≥5 mm,有利于前牙整体位移及压低。

关键词： 光滑粒子流体动力学   光滑耗散粒子动力学   多尺度计算模拟   定向输运  

摘要： 利用SPH-SDPD耦合方法对液滴定向输运现象进行多尺度数值计算,研究得出:当基底速度保持不变时,液滴疏水性越好,液滴承受剪切力的能力越差,在惯性力作用下,越容易发生定向输运;液滴在运动基底上的定向输运主要驱动力是惯性力,而恢复平衡的过程主要由表面张力和接触角滞后产生的力共同作用。

关键词： 阀片   阻尼特性   大小挠度   缝隙节流   有限元分析  

摘要： 为了研究阀片式结构的油压减振器相关参数对阻尼特性的影响,通过对阻尼力产生的原理进行分析,采用短孔流量方程、大小挠度变形计算、有限元分析等方法建立了能描述减振器的非线性阻尼力-速度特性的数学模型,并对几种阻尼力计算方式的结果与实际值进行了对比。结果表明:有限元分析法与实际差距最小,而其他建模方法仅在开阀前与试验结果较为接近。表明有限元分析法能更精确地分析弹性阀片的变形量,从而能较准确地描述减振器的阻尼特性,该方法可以作为指导减振器阻尼力设计计算和调试的主要方法。