动物医用铁磁软导丝的分段磁化及变形分析

介入式医疗技术已被广泛用于动物医疗,为畜牧业发展和保护濒危野生动物发挥了越来越重要的作用。由于需要适应不同物种的复杂血管结构,需要新型的导丝以满足微型化和灵活化的需求。在各种新型导丝中,最具有潜力的是基于硬磁软材料的铁磁软导丝(ferromagnetic soft guidewire,FSG),已被证明非常适用于在微小的非结构化环境中的生物医学操作,可以很好地适应各种动物的血管组织尺度。本研究中,基于硬磁软材料的力学模型,进行了均匀磁化和分段磁化的FSG在磁场下的有限元仿真分析。对于均匀磁化的FSG,以导丝的长度、磁场模式为变量,得到了不同长度的FSG在不同磁场下的仿真变形结果。仿真和实验的一致性验证结果表明有限元仿真的可靠性和有效性,对于实现FSG在特定作业中的正确转向具有指导意义。在此基础上,根据硬磁软材料的变形规律,对FSG进行分段的磁化模式设计,以实现其在磁场下的预定义变形形态。有限元仿真结果表明所设计的分段磁化FSG可以很好地复现预定义变形,为进一步推进FSG的形状可编程性研究及在生物医学领域的应用提供了重要参考。

分段式磁响应软连续体机器人的设计及仿真

连续体机器人固有的柔软、非线性变形特性使其非常适用于复杂的非结构化环境,其中,磁响应软连续体机器人由于易于制造、小型化和远程操控而引发广泛关注。基于硬磁软材料的力学模型提出了一种分段式磁响应软连续体机器人,并根据预定义二维形态设计了机器人的分段磁化模式。这种软连续体机器人变形灵活、响应快速且具备形状可编程性,能够在特定作业中高效完成任务。基于ABAQUS的二次开发功能并结合用户单元子程序对磁响应软连续体机器人进行建模和仿真,结果充分验证了分段磁化的设计模型能够很好地实现驱动磁场下的预定义变形轮廓。进一步地,以硬磁颗粒含量和长径比为分析变量,以形态周期宽度为衡量指标,分别研究了两者对驱动性能的影响。

现代主义艺术对小学美术教学的启示——打开束缚,自由挥画

马蒂斯所代表的野兽派的风格,鲜艳、浓重,往往直接从颜料管中挤出颜料,以直率、粗放的笔法,创造强烈的画面效果。从儿童的认知规律讲,儿童是不具备写实能力的,因此,在儿童每一次的随性涂鸦中,都需要帮他们建立最初的视觉经验。

定量带宽表示下的迭代变分模式分解方法在机械故障诊断中的应用研究

针对变分模式分解方法在实际应用中无法客观地确定平衡参数和分量分解个数的问题,提出了一种基于定量带宽表示下的迭代变分模式分解方法。该方法利用定量带宽与平衡参数关系曲线,在确定信号带宽之后找到最佳平衡参数,并根据最佳平衡参数迭代提取信号分量,再利用峭度准则确定包含故障信息最丰富的分量,最后通过该分量的包络谱进行机械故障特征提取及诊断。该方法减少了人为因素对参数选择的影响,仿真与实验信号分析结果验证了该方法的有效性。

激光烧结石墨烯铜复合材料温度场有限元模拟

在激光烧结石墨烯增强铜基复合材料的过程中,了解瞬时温度场分布对优化工艺参数、控制烧结质量有重要作用。建立了激光烧结预涂在42CrMo基板上的石墨烯铜的混合粉末的有限元模型。研究了激光烧结过程温度场分布,熔池的几何参数以及烧结层与基体的冶金结合宽度。为了验证模拟结果,使用与模拟相同的参数进行了单道激光烧结的实验。研究表明,热传导、热辐射和相变潜热在激光烧结过程的温度场分布中起重要作用。实验结果与模拟结果较为一致。所以可以依据模拟结果预测实验的温度场分布和熔池几何参数,同时也可以据此优化激光烧结参数。