基于逆有限元法的结构位移与应变场反演方法

舰船梯形结构作为封盖船体或将其分隔成层的平面板状结构,对于保证船体强度及不沉性具有重要作用。梯形结构受力不均匀会产生巨大拉扯力,易造成梯形结构变形与疲劳应力集中。基于此,本文提出研究一种基于逆有限元法(iFEM)和光纤应变感知的舰船梯形结构位移与应变场反演方法,并给出了相应光纤Bragg光栅(FBG)传感器布局形式。利用Ansys有限元分析方法,开展了基于仿真结果的相关反演方法验证。在此基础上,构建了基于光纤传感器的梯形结构位移、应变分布监测与反演实验系统。研究表明,双端固支梯形结构的位移重构均方根误差(RMSE)为0.076,应变场重构平均相对误差为6.59%。本文所提方法突破了iFEM因形函数阶次低而无法直接求解结构应变场的难题,能够为舰船梯形结构健康监测与舰载武器基座位姿精度提升提供技术支撑。

复合材料层板光纤冲击判位与载荷历程重构方法

针对典型航空航天器复合材料层板冲击载荷识别需求,提出了一种基于光纤Bragg光栅传感器的复合材料层板冲击响应特征辨识方法。基于光纤Bragg光栅传感器离散应变感知信息,发展了基于距离倒数乘方原理的复合材料层板冲击应变响应反演方法。基于冲击响应突变特征并结合极值比较法,辨识出冲击载荷对应的应变响应峰值所在位置。在辨识出冲击位置的基础上,提出采用贝叶斯正则化法对复合材料层板冲击载荷进行重构,有效解决了常规载荷历程重构中脉冲响应矩阵病态性造成的不适定性问题。实验结果显示,冲击点与辨识点坐标之间平均误差约为13.00 mm,重构所得冲击载荷有效作用历程内平均相对误差约为4.21%,载荷峰值辨识相对误差为3.85%。

基于三节点逆元法与光纤传感器的机翼形态重构方法

基于应变信息的飞机机翼结构形态重构技术,可为“仿生式机翼”的气动外形、气弹特性以及隐身性能控制提供数据支撑。为实现对飞机机翼的变形监测,本文提出一种基于三节点逆有限元法和应变信息采集的形态重构方法,并给出相应的光频域反射型分布式光纤传感器布局形式。首先,建立飞机机翼简化模型,开展基于有限元分析结果的形态重构方法仿真验证。其次,构建基于分布式光纤传感器的机翼简化模型应变监测与形态重构试验系统。研究表明,自然下垂工况下,机翼简化模型形态重构相对误差平均值约为4.01%;弯扭组合工况下,机翼简化模型形态重构相对误差平均值约为6.34%。本文所提方法适用于不同载荷工况下飞机机翼变形监测,能够为可变体机翼形态调控与机载共型天线相位补偿提供帮助。

医学院校开展合唱公益实践教育路径研究——以右江民族医学院为例

本研究旨在调查医学生对参与合唱公益的认知态度和参与意愿,通过对右江民族医学院在校本科生进行问卷调查,收集了801份有效数据。研究结果表明,大部分医学生对合唱公益实践的价值和作用持肯定态度,参与意愿较高,但是参与动机,对活动形式和内容的需求呈多样化趋势,存在合唱公益实践教育普及程度不高,活动资源和参与渠道不足等问题,建议高校应该引入专业合作伙伴,建立合唱公益融合课程,完善教学方式和评价指标。研究结果为医学院校开展合唱公益实践提供了参考和启示。

大骨瓣开颅手术联合吡拉西坦治疗重度颅脑损伤的疗效研究

目的 研究分析大骨瓣开颅手术联合吡拉西坦治疗重度颅脑损伤的临床疗效及应用价值。方法 回顾性分析2020年1月至2023年6月本院收治的重度颅脑损伤患者共102例,研究人员按照治疗方法不同将102例患者分为两组,其中观察组52例,行大骨瓣开颅手术联合吡拉西坦治疗,对照组50例,行大骨瓣开颅手术联合胞磷胆碱钠注射液治疗。结果 治疗后观察组的NIHSS评分小于对照组,GCS评分高于对照组;治疗后3个月观察组的生活质量评分略高于对照组(P<0.05);治疗后观察组的治疗有效率(92.31%)略高于对照组(82.0%),差异具有统计学意义(P<0.05);治疗后观察组的TNF-α、IL-2、IL-6、血清S100B、NSE指标水平均略低于对照组,SOD指标水平高于对照组(P<0.05)。结论 采用大骨瓣开颅手术联合吡拉西坦治疗重度颅脑损伤,临床疗效更好,神经功能恢复效果明显,生活质量得到有效改善,适合临床选择应用。

药学教学路径在门诊药房实习带教中的应用探讨

探讨药学教学路径在门诊药房实习带教中的应用。方法 选取2020年1月-2023年10月在我院门诊药房实习的24名药学实习生,随机分为常规组(n=12)进行传统常规带教模式开展实习,以及观察组(n=12)通过药学教学路径带教模式开展实习。结果 观察组药品基本知识掌握情况优于常规组,以及理论、实践、综合考核成绩均高于常规组。观察组对带教方法的评价认可情况优于常规组,且满意度高于常规组(P<0.05)。结论 药学教学路径在门诊药房实习带教中具有极高的应用价值,值得推广。

PDCA循环管理在门诊药房实习带教中的应用

分析PDCA循环管理在门诊药房实习带教中的应用效果。方法 选取2020年1月-2023年10月在我院门诊药房实习的24名实习生,随机分为常规组(n=12)和研究组(n=12),分别评估不同带教模式下实习生的考核成绩、教学评价及教学满意度。结果 研究组实习生各项指标表现均较常规组更好(P<0.05)。结论 PDCA循环管理可以有效满足门诊药方的带教需求,提升实习生专业水平,具有较高的推广价值。

复合材料层板OFDR分布式光纤冲击判位方法研究

基于复合材料的航空航天器结构在服役过程中受到外界物体冲击易造成损伤,常规光纤Bragg光栅冲击监测模式需要借助大量试验建立冲击响应样本库,不仅工作量大,还会影响被测结构力学性能,甚至造成预先损伤。为此,提出了一种基于应变幅值非线性加权原理的复合材料层板结构分布式光纤冲击位置辨识方法,通过提取结构应变响应幅值作为特征量,结合无需先验样本的非线性加权原理实现冲击载荷位置辨识。借助有限元数值仿真,模拟得到冲击载荷作用下复合材料层板结构应变响应与分布特征,并根据仿真结果对该辨识方法加以验证。构建了基于高空间分辨率分布式光纤传感器的冲击监测系统,平均定位误差约为8.44 mm。研究表明,所提方法具有便于集成、通用性强以及无需构建样本库等特点,能够为航空航天器结构健康监测、寿命评估和快速维护提供技术支撑。

FBG传感技术在飞机机翼动态形变监测中的应用

机翼是飞机的关键部件之一,在飞行过程中对机翼形变进行在线监测,有助于提升飞机的安全性能及任务执行能力。为此,本文提出一种基于光纤布拉格光栅传感技术的机翼动态形变测量系统;理论分析了FBG波长变化量与机翼表面曲率变化的关系,利用FBG温度传感器实现应变补偿,利用三次样条插值实现离散曲率的连续化,采用基于连续曲率的形变重构算法实现机翼形变测量;在CA42飞机的4个翼面上布置了36个FBG应变传感器,4个FBG温度传感器,通过地面静力试验得到了机翼的形变测量误差为2.5%;最后,针对机翼动态形变测量系统开展了飞行试验,试验过程完整地记录下了机翼表面的应变、温度及形变信息。试验结果表明,由机翼形变产生的翼梢位移量正比于机翼法向过载,系数分别为86.33 mm/g(左机翼)及80.04 mm/g(右机翼),翼梢最大位移量250 mm,发生在法向过载为2.25 g的时刻。此外,飞机机动半径越小,机翼形变量越大。机翼动态形变测量系统体现了良好的工程适应性。

基于聚乙烯亚胺改性纳米磁球的木瓜蛋白酶固定化

为实现木瓜蛋白酶(Papain,PAP)的高效固定化,本文构建了易于磁分离的亲水性三维立体结构的固定化载体,采用单因素和响应面法优化了固定条件。在磁性Fe_(3)O_(4)表面包覆聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)制备核-壳结构的纳米磁球Fe_(3)O_(4)@PMMA,接枝不同分子量聚乙烯亚胺(Polyethyleneimide,PEI),将PAP物理吸附在PEI上,以戊二醛(Glutaraldehyde,GA)为交联剂,构筑易于磁分离的亲水性三维立体结构的固定化载体Fe_(3)O_(4)@PMMA-PEI,对PAP交联封装并对其微观结构和理化性质进行表征。以纳米磁球的固定化能力为评价指标,探究其固定PAP的最佳交联时间、戊二醛浓度、交联温度、交联转速等。结果表明,磁球表面PMMA酯解后形成的羧基含量为0.95 mmol/g,接枝不同分子量PEI后,磁球表面氨基含量为0.16~0.48 mmol/g;纳米磁球对PAP的固载量可通过接枝PEI的分子量进行调控,当PEI分子量为1800时,固载量达到120.71 mg/g,选择PEI1800为接枝空间臂。纳米磁球微观形貌较规整,单体分散性良好,粒径约150~200 nm。通过响应面试验优化得到最佳条件:当交联时间为32 min、戊二醛浓度为0.02%、交联温度为25℃、交联转速为90 r/min时,Fe_(3)O_(4)@PMMA-PEI 1800对PAP的固载量达139.80 mg/g。Fe_(3)O_(4)@PMMA-PEI 1800-PAP在重复使用5次之后,相对酶活力能保持80.35%。本研究设计合成纳米结构的磁性微球,实现PAP在纳米磁球表面的高效固定,为固定化PAP的研究和应用提供实验依据。

基于非负贝叶斯正则化的冲击载荷光纤识别法

针对目前冲击载荷识别中存在的传感器质量不可忽略和识别结果带有负分量问题,提出基于非负贝叶斯正则化的复合材料结构冲击载荷光纤识别方法。首先,将光纤布拉格光栅(fiber Bragg grating,简称FBG)传感器集成于复合材料筒舱结构上,获取其动态响应信号;其次,建立冲击载荷识别模型,将冲击载荷识别问题表示为时域离散的反卷积问题;最后,考虑到冲击载荷的非负特性,通过贝叶斯层次化建模获得其后验概率密度函数,最大化概率密度函数得到冲击载荷的最大后验概率解。结果表明,FBG传感器可以较好地实现多个传感点冲击响应的同步测量,非负贝叶斯正则化方法可以有效地克服传统Tikhonov正则化的不足,自适应确定算法参数,消除没有物理意义的负分量,使得重建的冲击载荷时间历程与实际历程相吻合。

基于应变模态振型的复合材料梁结构损伤位置辨识

针对悬臂式复合材料结构健康监测需求,研究了一种基于光纤Bragg光栅(FBG)传感器与应变模态振型的结构损伤位置辨识技术。借助有限元仿真方法,建立了悬臂式复合材料梁结构力学模型。通过数值仿真,得到应变模态振型对于该类型结构局部损伤位置的响应特征。在此基础上,分别提出了基于应变模态振型变化差值和应变模态振型变化率的2种损伤位置辨识方法。根据数值仿真结果,验证了基于上述2种指标进行损伤定位的可行性。采用FBG传感器,构建了基于应变模态振型的悬臂式复合材料梁结构损伤监测系统,实现针对模拟损伤位置的辨识。

直升机桨叶形态光纤监测与重建方法研究

针对新研制直升机不同任务模式,实现飞行过程中桨叶形态变化的实时监测与精确调控,对于提升飞行品质与保障飞行安全至关重要。为此,提出了一种基于坐标变换理论与光纤应变感知信息的直升机桨叶形态监测与重建方法,并给出了相应光纤Bragg光栅传感器布局形式。建立了NACA2412桨叶构型有限元模型,根据数值仿真结果,验证了坐标变换理论形态重建效果。在此基础上,构建了基于光纤传感器的直升机桨叶动、静态变形监测与形态重建系统。桨叶整体形态重建均方根平均误差为0.370,桨叶桨尖位移静态变形辨识平均相对误差约为5.754%,动态变形辨识平均相对误差约为7.908%。研究表明,本文所提方法能够为未来智能旋翼形态自适应精确调控提供技术支撑。

基于SPR光谱分析的液体折射率测量研究

文章从电磁场理论和射线理论的角度,详细讨论了光纤表面等离子体波传感器工作原理,分析了表面等离子体共振(SPR)光谱共振波长与液体介质折射率之间的对应关系。采用相关光谱检测技术,获得八种不同类型分析醇所对应的SPR光谱曲线族,其共振波长随液体折射率的增大而逐渐向长波长方向偏移。通过对乙醇与乙二醇混合液体所对应的共振光谱分析,实现对两者配比浓度的测定。整个传感系统结构简单,测量光路部分实现全光纤化,不仅能够对目标测量介质的实时、快速、精确测量,还可用于特殊测量场合,实现远程遥测功能。

^(60)Co-γ辐射扁穗牛鞭草剂量筛选及表型变异研究

以牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa‘Ya'an')和草坪型‘H055'扁穗牛鞭草(H.compressa‘H055')为材料,用^()60Co-γ射线分别照射种茎,研究其形态变异及变异的适宜射线剂量.旨在为扁穗牛鞭草辐射诱变育种提供基本信息。结果表明:诱变材料的存活率随辐照剂量增加而降低,‘雅安'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为80~1 00 Gy,‘H055'扁穗牛鞭草种茎适宜诱变剂量为70~90 Gy;辐射当代材料在植株形态性状上发生了较明最变异,其变异频率分别为47.5%和37.5%。并获得75%叶片变小、株高变矮、茎变细的草坪型‘H055'扁穗牛鞭草优异种质和10%植株变高的牧草型‘雅安'扁穗牛鞭草突变体,表明辐射育种方法更适合于草坪型扁穗牛鞭草的选育。

动静态载荷下光纤光栅传感器敏感特性研究

针对航空航天领域板结构动静态载荷监测需求,研究了基于铝合金板结构的光纤光栅(Fiber Bragg grating,FBG)传感器感知特性。从静载监测角度,得到光纤光栅传感器中心波长偏移量与加载距离、载荷大小和加载角度的对应关系。从动载监测角度,分别得到在不同加载距离和不同加载夹角的载荷作用下,光栅中心波长最大峰值幅度和基于小波包分解的能量谱特征随冲击载荷属性变化的响应特性。研究表明在动静态载荷作用下,光纤光栅传感器中心波长偏移量随加载载荷的增大而呈现良好的单调递增关系。此外,光纤光栅传感器还具有较好的载荷-方向敏感特性,传感器响应灵敏度随着加载夹角增大而逐渐提高。这些特性能够为进一步开展基于光纤光栅传感器的板结构动静态载荷辨识与损伤监测提供有益帮助。

光纤SPR传感器测量液体折射率的研究

通过一套基于表面等离子体波共振(SPR)效应的新型光纤传感系统,对三种具有相同折射率而类型不同的液体介质进行测试。通过研究SPR传感探头在四种不同液体介质中的光谱输出特性,获得SPR光谱共振波长、最小光强反射率随液体折射率、类型不同而改变的特性。这些工作为下一步使用光纤SPR传感探头进行复合材料的固化监测以及加工成型后的应变检测提供了依据。

光纤光栅传感器与机械结构预处理胶接方法

结构应力应变高精度测量对于实现直升机动静态强度监测与评估具有至关重要的意义。由于光纤光栅传感器具有柔韧性好、芯径细、抗电磁干扰能力强以及便于实现分布式监测等显著优点,使得其在航空航天器结构强度监测领域受到广泛重视。为提升直升机应变监测精度与灵敏度,本文研究了光纤光栅传感器应变感知原理和精度影响因素,构建了基于光纤光栅传感器的板结构应变监测系统。在此基础上,提出剥离光栅栅区涂覆层、施加预应力及其双层胶接等预处理集成方法,实现对板结构光纤光栅传感器应变测量精度的有效提升。

用于温度测试的光纤SPR传感器特性研究

表面等离子体波共振效应(SPR)对液体折射率变化非常敏感,而温度变化又会导致液体折射率和金膜复介电常数的改变。利用这一原理,可以考察温度变化对SPR共振效果的影响。采用相对光谱检测技术,获得相应的SPR反射光谱,并详细分析了共振波长和共振强度等参数随温度变化的特性曲线。定义耦合系数η,还可实现对不同液体温度下共振效应强度的评估。通过这些研究,进一步扩展了此类传感器的应用领域。

多通道光纤表面等离子体波共振传感器研究

研究了一种采用2×n型特种耦合器构建的多通道光纤表面等离子体波共振(SPR)传感器模型。应用空分复用原理和多层膜反射理论分析了SPR共振效应在若干光纤探针中连续被激励的基本原理。数值模拟和实验结果表明,研制的双通道光纤SPR探针能够达到与常规单通道探针相同的检测灵敏度。这种新型多通道传感模型的特点在于,各通道探针特性可根据待测检测目标进行选择替换,通道数目可以根据实际待测参量进行调节,并适用于对处于不同空间位置目标液体参量进行检测的情况。