不同载荷作用下头部生物力学响应仿真分析

目的建立符合解剖结构的人颅骨三维有限元模型,研究多种载荷作用下头部生物力学响应。方法通过建立具有解剖结构的高精度头部有限元模型,颅骨采用能模拟骨折的弹塑性材料本构模型,结合已发表的正面冲击颅内压实验、动态颅骨骨折实验、头部跌落实验结果,仿真再现实验过程中头部受冲击载荷作用下的生物力学响应、颅骨骨折及头部不同速度下的跌落响应。结果前碰撞表现出冲击与对冲侧正-负颅内压分布,相近载荷下枕骨变形比前额、顶骨严重,跌落中速度越快损伤越大。结论建立精确解剖结构的头部有限元模型可以较好模拟头部在冲击、跌落等载荷下的生物力学响应。通过量化接触力、颅内压力等参数来评价头部损伤风险,为防护系统的设计提供科学依据。

一种三次均匀B样条曲线的轨迹规划方法

针对复杂曲线的数控加工,提出一种新的插补方法。首先采用一种三次B样条曲线的重叠拼接算法实时地对复杂曲线进行拟合,进而综合弓高误差、速度和加速度等因素,给出具有自适应调整能力的插补步长确定算法,该算法在提高轮廓加工精度的同时,可减小加工过程中的冲击。最后,对插补周期内节点的轨迹进行了规划,以确保运动轨迹满足速度、加速度以及加加速度的平滑约束条件。仿真实验结果表明,该方法在实时插补过程中,可以保证复杂曲线插补加工的高速与高精度,且具有很好的速度、加速度以及加加速度平滑性。

基于虚拟仪器技术的辊履支承测试系统研究

本文成功构建了一个基于虚拟仪器技术的辊履测试系统。简要说明了其测试原理和系统组成,描述了基于Lab VIEW技术的模块化软件系统的层次安排和功能特点。通过系统测试实验表明:该系统具有检测方便、运行可靠、界面友好的特点,能够满足对辊履支承系统各特征参数的测试要求。

基于声卡的传感器实验测试平台

使用PC计算机和先进的LabVIEW软件,利用计算机声卡进行数据采集,创建了CSY2001传感器综合试验台的测试平台,介绍了测试平台的硬件组成和软件设计。使用表明该测试平台具有良好的可视化界面和交互性能,开放性好可进行功能扩充,使用方便灵活,并能满足实验教学的要求。为计算机应用于实验教学开辟一个新的途径。

电液比例控制放大器的虚拟设计

利用虚拟电子实验平台对比例控制放大器进行了设计和仿真 ,结果表明 :该方法具有不耗材、方便快捷且调整容易的特点 ,是一种新型而实用的设计方法 ,并以此方法设计了一种满足防爆液压提升机速度控制系统要求的比例控制放大器 ,给出了仿真结果 .图 5 ,表 2 ,参 6.

稀土La_2O_3对Y_2O_3-ZrO_2烧结行为和力学性能的影响

在Y2O3-Zr O2中加入不同含量(0.3wt%、0.5wt%、1.2wt%)的稀土La2O3,考察La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷在不同温度下的烧结行为和室温力学性能。结果表明:适量的La2O3促进了Y2O3-Zr O2陶瓷的烧结。随烧结温度的升高,La2O3-Y2O3-Zr O2烧结体的致密度和力学性能增加。La2O3含量为0.3wt%时,La2O3-Zr O2烧结体致密度和力学性能最大。与Y2O3-Zr O2相比,0.3wt%La2O3-Y2O3-Zr O2陶瓷的抗弯强度、硬度和断裂韧性分别提高了200%、100%和50%。力学性能的改善归因于La2O3的活化烧结、晶粒细化和弥散强化作用。

微操作机器人集成智能运动控制系统

针对微操作机器人交流伺服系统模型的非线性、不确定性以及强外界干扰,以PID控制为基础,将参数自整定PIDF、BP神经网络PID以及模糊自适应PID等控制策略有机集成,应用于微操作机器人的运动控制。通过集成,充分发挥模糊逻辑、神经网络的优势,弥补各自的不足。实验表明集成策略可提高运动精度,具有良好的动态、稳态性能,并能较好地适应负荷变化与外部干扰,具有较强的鲁棒性。

基于CRUISE的小型纯电动汽车动力匹配仿真及参数研究

选取某款小型燃油汽车为原型,根据该车主要技术参数和纯电动汽车设计要求,从理论上对纯电动汽车的电机和电池主要参数以及传动比进行匹配计算。运用CRUISE软件建立纯电动汽车整车模型,并对其动力性与经济性进行仿真分析,仿真结果验证了动力匹配结果的正确性和仿真模型的有效性。最后运用矩阵计算模式分析了整车质量和轮胎半径对整车性能的影响,结果表明,减重和增大轮胎半径可以提高整车经济性和相应的动力性,为后续进一步的研究工作奠定了基础。

基于简化车身的接头灵敏度分析及多目标优化

在同平台车的概念设计阶段,针对车身性能优化问题,建立了基于详细接头结构的车身简化力学模型。运用接头灵敏度分析,筛选出对车身刚度影响较大的两个关键接头。运用HyperStudy软件,以接头的板厚及加强板形状为设计变量,通过多目标方法对车身性能进行优化。优化后车身质量减少了0.16 kg,扭转刚度提高2.0%,一阶扭转模态提升2.3%,满足预期优化效果。最后分析了关键接头的刚度分布情况,当接头刚度分布比例减小时,表明接头刚度分布更加均衡,有利于提升车身性能。

某纯电动汽车动力-传动系统集成动态特性分析

针对某纯电动汽车匹配两挡自动变速器后动力-传动系统的动力传递与动态特性过程中存在电机稳态失调的问题,提出一种PID控制算法,首先建立动力-传动系统集中质量模型,将汽车动力-传动系统分为2个等效的惯性体,2个惯性体之间采用理想弹簧连接,忽略弹簧的质量,形成质量-弹簧-阻尼系统,研究其动态特性。在此基础上,利用MATLAB/Simulink平台,分别对电机、传动系统进行建模与仿真,分析在急加速工况下电机理论模型、传动系瞬态响应和整车响应特性,并对比分析了不同变速器的速比组合对整车动态特性的影响。仿真结果表明:在急加速工况下,纯电动车的车速、加速度、传动轴的刚度及阻尼对整车震动有着重要的影响;在满足条件情况下选取最佳速比组合,能减小整车的冲击震动。

F型π桥溢流阀稳定性研究

对以F型π桥液阻网络为先导控制回路的溢流阀稳定性进行了理论与试验研究,建立了F型π桥溢流阀动态数学方程,应用劳斯稳定性判据对溢流阀稳定性进行了分析,得到了F型π桥溢流阀稳定的参数条件,理论分析结论与试验结果有良好的一致性,为F型π桥溢流阀的设计提供了理论根据。

基于组态王的砖窑温度监测系统设计

介绍了一套简单实用的砖窑温度监测系统。用K型热电偶采集温度信号,通过ADAM4018+和ADAM4561模块与计算机连接。用组态王编写程序,分别有砖窑温度监测中心、实时温度曲线、数据查询和报警等界面,该系统具有人机界面友好、功能全面、操作简便的特点。实验表明,本设计较好实现了温度的实时监测、报警、数据记录等功能。

基于WEB成教教务管理系统设计探讨

该文以建立新一代的成教教务管理系统为出发点,分析了其建立的基础和原理。并且分析探讨了系统的开发方案,对系统的安全性和技术实现作了较为详细的论述,希望这些讨论对成教教务管理系统的信息化智能化有所贡献。

面向卓越本科教育计划的校企合作培养研究与实践

校企合作是卓越计划实施的关键所在。湖南科技大学机械设计制造及自动化专业以"卓越计划"为契机,以校企合作为抓手,从组织机构、培养体系、资源建设、师资队伍、方法手段等方面深化与企业的合作,构建新的人才培养机制,取得了一定的成效,对于地方高校卓越工程师培养及专业改革具有积极意义。

纵轴式掘进机截割头横摆时的运动学分析及其仿真

利用坐标变换 ,建立了纵轴式掘进机截割头横摆时的截齿运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过计算机仿真研究了截割头转速和截割臂水平摆动速度对截齿运动速度和加速度以及其相对变化率的影响 .根据仿真结果 ,截齿运动速度和加速度随截割头转速增加而快速增加 ,但其相对变化率在减小 ;截齿运动速度和加速度不会随截割臂水平摆动速度的增加而明显增加 ,但速度相对变化率增加很快 ,加速度相对变化率很小 .这些为合理选择截割头工作参数提供了理论基础 .

PCR-SSP与血清学技术用于ABO血型分型的比较

目的探讨ABO血型基因分型技术应用于临床检验的可行性。方法随机抽样100例江西健康汉族个体,并收集20例正反定型不符的标本,采用血清学和序列特异性引物PCR法(PCR-SSP)鉴定血型。结果 100例健康个体的基因分型结果与血清学分型结果一致,19例正反定型不符标本的基因分型结果准确。分型结果表明江西地区以O型为多,100例健康个体中,O型36例(36%),A型32例(32%),B型24例(24%),AB型8例(8%),基因频率:p(A)基因为0.2253,q(B)基因为0.1753,r(O)基因为0.5998,且符合Hardy-Weinberg平衡。结论基因分型技术应用于临床检验具有可行性,在鉴定疑难血型方面可以作为血清学分型的补充。

离焦模糊图像的维纳滤波复原研究

微操作中,显微视觉系统获取的图像通常是离焦模糊图像。离焦模糊图像的退化模型可用圆盘函数描述,利用模糊图像无方向性的二阶拉氏微分图像的自相关的负相关峰形成的环形槽的直径等于作为圆盘函数直径的2倍可以确定该函数。对模糊图像进行一次维纳滤波方法得到原图像的估计值,然后利用该初始值求得原图像及噪声的谱密度估值,进而利用这些新获得的信息构成改进的维纳滤波器对退化图像进行第二次滤波。实验表明,该方法计算量小、鉴别精度高、抗噪声能力较强,突出原图像的一些关键细节,提高了图像的复原质量。

枪弹冲击防弹头盔致头部非贯穿性损伤的数值模拟研究

新型防弹头盔虽能对头部提供良好的保护,但也常引起颅骨骨折与脑损伤。防弹头盔在高速弹体冲击下引起的头部非贯穿性损伤的机理难以理解,目前还缺少相应的参数与测试方法对该类损伤进行有效评估。利用已建立及通过验证的人体头部生物力学模型与防弹头盔有限元模型,并通过加载手枪弹以386 m/s的速度冲击防弹头盔的仿真研究,获得头盔非贯穿下人体头部的生物力学响应。仿真结果表明,头盔通过背面变形接触头部易引起颅骨骨折与高颅内压力。对比分析了有无衬垫泡沫及6 mm和12 mm泡沫内饰衬垫厚度对头部损伤的影响:有泡沫作用下的颅内压力峰值降低20.6%,头盔的背面变形量减少约10%;6 mm厚衬垫泡沫作用下颅骨出现骨折,12 mm厚衬垫泡沫作用下颅内压力峰值减少50%,头盔的背面变形减少10%.

横轴式掘进机截割头截齿运动学分析

建立了横轴式掘进机截割头截齿的运动轨迹、运动速度和加速度方程 ,通过计算机仿真 ,研究了截割头转速和水平摆动速度对截齿运动速度及加速度相对变化率的影响 。

枪弹冲击下新型防弹头盔质量对颈椎损伤影响

目的建立有效的头颈部及防弹头盔有限元模型,研究枪弹冲击不同质量防弹头盔时颈部的生物力学响应。方法通过在头盔本体(1.24 kg)增加附件均布质量2 kg,并加载手枪弹以450 m/s速度从正面、侧面、顶部冲击防弹头盔,获得人体颈椎的力学响应。结果受到冲击时,颈椎应力远大于颅骨应力。枪弹冲击防弹头盔时,相比头部,颈椎为易受伤部位,其中椎骨C3所受应力最大。不考虑增加附件质量时,子弹从正面、侧面、顶部方向冲击头盔时,侧面冲击对颈椎伤害最大,相比其他方向冲击最大应力约增加2.58%;同时正面冲击对头部损伤最大,应力约增加59.4%。考虑附件质量时,头盔质量越大对颈椎的损伤越严重。头盔质量从1.24 kg增加到3.24 kg,顶部冲击对颈椎的损伤最大,其应力相比其他方向冲击增加12.98%。结论在设计防弹头盔时应考虑其轻量化,研究结果为防弹头盔设计提供科学参考。