钯锌合金纳米酶对炎症软骨细胞模型的影响

目的:探讨钯锌合金(PdZn/C)纳米酶对过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的炎症软骨细胞模型的抗炎作用。方法:合成PdZn/C纳米酶并对其进行表征。检测PdZn/C纳米酶模拟超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性的能力。体外通过CCK-8法检测PdZn/C纳米酶与软骨细胞的生物相容性。将过氧化氢(H_(2)O_(2))诱导的炎症软骨细胞与PdZn/C纳米酶共培养,通过活性氧(ROS)荧光探针评估炎症软骨细胞的ROS水平,免疫荧光实验检测炎症软骨细胞中白细胞介素(IL)-1β与肿瘤坏死因子(TNF)-α蛋白水平表达。结果:透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、Zeta电位证实PdZn/C纳米酶合成成功。CCK-8实验结果证实PdZn/C纳米酶有着良好的生物相容性。PdZn/C纳米酶可较好地模拟SOD和CAT活性。PdZn/C纳米酶能够降低H_(2)O_(2)诱导的炎症软骨细胞模型中的ROS水平及IL-1β和TNF-α蛋白表达水平。结论:PdZn/C纳米酶有着良好的生物相容性,可减轻软骨细胞的炎症反应,是一种有着良好前景的抗炎纳米材料。

考虑惯性载荷的多材料结构拓扑优化

基于导重法构建了惯性载荷作用下的多材料结构拓扑优化数学模型,在体积约束下使得其结构柔度最小.将多材料拓扑优化问题分解为一系列单材料拓扑优化问题,采用材料属性有理近似模型(Rational Approximation of Material Properties,RAMP)来表达密度与弹性模量间假定的非线性函数关系,利用导重法建立惯性载荷下设计变量的迭代表达式并通过数值算例验证导重法在考虑惯性载荷作用下多材料结构拓扑优化的有效性.算例结果表明:RAMP插值方法相比其他常用插值模型得到的拓扑构型更清晰,灰度单元更少,在算例1的对比中结构柔度最高降低了35.2%.受惯性载荷影响越大的设计区域其分布的材料弹性模量越大,且高模量密度比能够显著提升结构刚度.

基于导重法的自重载荷下悬臂梁结构拓扑优化

针对自重载荷悬臂梁结构拓扑优化末端区域材料分布不收敛的问题,提出了一种拓扑优化方法。根据虚功相等原理,利用四节点矩形单元的形函数、单元体积密度和质量的关系建立了载荷等效方法。根据优化模型的Kuhn-Tucker条件推导出了导重准则,以及目标函数的灵敏度公式和考虑自重载荷拓扑优化的迭代算法。针对自重载荷作用下悬臂梁结构拓扑优化存在的末端区域材料分布模糊问题,研究了变密度法和非结构质量相结合的求解策略,揭示了典型因素对拓扑结构的影响规律。结果表明:所提方法能够解决自重载荷下悬臂梁末端区域材料分布模糊问题。

干片式制动器支撑结构的拓扑优化方法

提出了一种干片式制动器支撑结构的拓扑优化设计建模方法.基于变密度法,以支撑结构关键控制点位移最小为目标函数,建立了优化模型.通过设定关键点与其对应目标坐标之间的距离最小达到控制支撑结构关键位置变形的目的.采用关键点的权重因子来突出优化目标的主次关系.分析了三种不同设计域情况下支撑结构的拓扑构型,研究了约束条件对拓扑结构的影响规律.支撑结构优化支柱表现为一个复合孔槽结构,右下角为类三角形的通孔并且在外表面为较大的浅槽结构.结果表明在体积减少量增加的情况下,支撑结构的最大变形和最大应力会随之增加.在最大变形不变情况下,体积减少了10.2%;在体积相当的情况下,最大变形减少了9.4%;在体积减少6.0%的情况下,最大变形减少了4.1%.