GH4742高温合金热变形过程中动态再结晶动力学研究

为研究GH4742高温合金在热变形过程中的动态再结晶行为,对GH4742高温合金进行了等温压缩实验,研究了变形温度为1050~1140℃、应变速率为0.01~1 s^(-1)、应变为0.18~1.20下的动态再结晶行为,定量分析了各变形条件下试样的显微组织,确定了不同变形条件下的动态再结晶分数。利用经典的动力学和晶粒尺寸模型,建立了GH4742高温合金的动态再结晶动力学模型和动态再结晶晶粒尺寸模型。结果表明,不同变形条件下拟合的动态再结晶动力学曲线均呈“S”型,在较低和较高应变时动态再结晶分数的增长率都很低,而在中等应变时,动态再结晶分数的增长率明显增加。再结晶晶粒尺寸随着温度和应变的增大而增大,随着应变速率的增大而减小。依据所建立的动态再结晶动力学和动态再结晶晶粒尺寸模型,不仅可以为高温合金热加工过程显微组织演化模拟提供参数输入,还可以为优化工艺,进而获得组织均匀的显微组织提供理论依据。

腰椎立体定位斜扳法与传统腰椎斜扳法对椎间盘及关节突关节软骨影响的有限元分析

目的:分析腰椎立体定位斜扳法与传统腰椎斜扳法对椎间盘及关节突关节软骨的影响。方法:选取1例成年男性L_(4-5)椎间盘突出症患者(椎间盘向左后方突出),采用西门子Light Speed 64排螺旋CT进行腰椎和骨盆扫描,层厚0.5 mm。基于CT扫描数据,应用三维有限元建模软件建立腰椎-骨盆三维有限元模型,通过与文献数据比较验证模型有效性后,分析腰椎立体定位斜扳法与传统腰椎斜扳法作用下腰椎-骨盆整体应力、L_(4-5)椎间盘应力和位移、L_(4-5)关节突关节软骨应力和位移、L_(4-5)上下关节突表面中心点相对空间距离。结果:①腰椎-骨盆三维有限元模型建立及验证结果。建立的腰椎-骨盆三维有限元模型共有550215个节点、344359个单元,高度模拟了腰椎-骨盆的结构与材料特性。在模拟加载条件下,L_(4-5)节段屈伸、侧屈、轴向旋转活动范围与文献中的既往研究结果基本相同。②模型整体应力。实施传统腰椎斜扳法时,腰椎-骨盆三维有限元模型最大应力为5.31 MPa,主要集中于L_(1)、L_(2)、L_(4)、L_(5)椎体;实施腰椎立体定位斜扳法时,腰椎-骨盆三维有限元模型最大应力为29.30 MPa,主要集中于L_(1)、L_(2)椎体及L_(3)、L_(4)、L_(5)椎弓根。③L_(4-5)椎间盘应力及位移。实施传统腰椎斜扳法时,L_(4-5)椎间盘纤维环平均等效应力为1.12 MPa,纤维环整体向左、向前、向下发生位移,平均位移分别为0.36 mm、0.20 mm、0.05 mm;髓核平均等效应力为0.02 MPa,髓核整体向左、向前、向下发生位移,平均位移分别为0.35 mm、0.24 mm、0.06 mm。实施腰椎立体定位斜扳法时,L_(4-5)椎间盘纤维环平均等效应力为1.14 MPa,纤维环整体向左、向前、向下发生位移,平均位移分别为0.39 mm、1.30 mm、0.05 mm;髓核平均等效应力为0.02 MPa,髓核整体向左、向前、向下发生位移,平均位移分别为0.38 mm、1.30 mm、0.07 mm。④L_(4-5)关节突关节软骨应力及位移。实施传统腰椎斜扳法时,L_(4-5)左侧和右侧关节突关节软骨平均等效应力分别为2.46 MPa、3.18 MPa,平均位移分别为1.10 mm、0.21 mm;实施腰椎立体定位斜扳法时,L_(4-5)左侧和右侧关节突关节软骨平均等效应力分别为2.70 MPa、3.22 MPa,平均位移分别为1.46 mm、0.65 mm。⑤L_(4-5)上下关节突表面中心点相对空间距离。实施传统腰椎斜扳法时,L_(4-5)左、右侧上下关节突表面中心点相对空间距离分别为0.75 mm、0.34 mm;实施腰椎立体定位斜扳法时,L_(4-5)左、右侧上下关节突表面中心点相对空间距离分别为0.81 mm、0.23 mm。结论:腰椎立体定位斜扳法与传统腰椎斜扳法均能使腰椎间盘突出症患者病变节段椎间盘及关节突关节软骨产生一定的应力和位移;相较于传统腰椎斜扳法,腰椎立体定位斜扳法能使病变节段椎间盘和关节突关节软骨产生更大的应力和位移,这也可能是腰椎立体定位斜扳法比传统腰椎斜扳法治疗腰椎间盘突出症疗效更佳的原因。

基于单向测量超声背散射系数的晶粒尺寸评价高效方法

镍基高温合金GH4742具有优异的机械性能,而晶粒尺寸是影响其性能的关键因素.基于物理模型的超声背散射法可以实现晶粒尺寸高效和准确的评价,但受限于复杂模型或多角度声束测量.因此,本文提出了一种只需单向测量的背散射系数法,且无需考虑测量系统等无关因素的影响.基于独立散射模型,推导了只与材料相关的背散射系数;利用空间相关函数描述了晶粒尺寸与背散射系数的关系;采用参考信号剔除干扰因素的影响,实现实验背散射系数的快速提取.制备三组不同晶粒尺寸的GH4742试块进行相控阵超声实验和平均晶粒尺寸评价,并与金相法结果进行对比.结果表明本文方法得到的晶粒度与金相法结果最大相对误差为–22.7%,最小相对误差为–3.7%.

换流站户外消防水管的防冻研究

为便于巡视和检修,目前特高压换流站里的户外消防管道多放置于沟道内。对于我国南方地区,由于出现零度以下气温的概率不高,因此消防管沟多为地面明沟;但冬季寒潮来袭时,户外消防水仍有结冰的风险。本文从热力学基本原理出发,建立了户外消防水管的热力学模型;并利用热力学与电学之间的等效性,将模型转化为电路模型求解,从而仿真出消防水管内任意点的温度变化。本文定量地分析了管径大小、保温层厚度、伴热带功率等因素对温度的影响,对于户外消防水管的防冻问题具有工程指导意义。

空间机器人在轨组装多模块单元的对接力控制与地面实验

将空间结构模块化单元呈堆叠式发射后通过空间机器人实施在轨组装,是构建大型空间结构颇具前景的一种方式.空间机器人在轨组装空间结构模块单元过程中存在动力学模型复杂、对接力控制难和对接过程干扰强等问题.针对上述难点,分析了多模块单元在轨组装接触情景,建立了空间机器人在轨组装的动力学模型和三维空间接触动力学模型,在此基础上采用了一种基于模型参考自适应阻抗控制的对接过程接触力控制方法.该方法根据力跟踪误差值实时调整顺应轨迹以适应复杂工况和抵抗外界干扰,从而使接触力准确跟踪期望值,以保证模块单元成功对接的同时避免物理接触对机械结构造成损坏.搭建了空间机器人组装模块单元的仿真平台和地面实验平台,对空间机器人动力学模型和控制方法进行了验证.实验结果表明自适应阻抗控制方法在多模块单元同步对接的复杂接触情景下,仍具有良好的力控制性能和环境适应能力.该方法可应用于(超)大口径太空光学组合镜组等空间大型结构在轨组装过程的力控制.

SE(3)描述的多刚体系统约束违约问题研究

多刚体系统动力学的指标-1微分代数方程组仅包含加速度级别约束方程,未考虑位移和速度约束方程.数值积分过程中位移和速度约束违约逐渐增加,导致计算结果精度下降,需引入约束稳定方法减小约束违约.首先根据Hamilton变分原理,建立了SE(3)描述的多刚体系统动力学模型.其次给出4种约束稳定方法在SE(3)上形式:Baumgarte方法、罚函数方法、增广拉格朗日方法和约束违约增强稳定方法.相较于传统多刚体系统动力学建模,基于SE(3)的动力学建模可描述转动对平动的耦合效应,能更精确地模拟系统的动力学行为,可提升约束稳定方法的性能.在SE(3)框架下,将4种约束稳定方法与RKMK(Runge-Kutta Munthe-Kass)数值方法结合,对含位移约束和速度约束的动力学方程进行求解.最后通过两个动力学算例:含球铰的空间双球摆算例以及含圆柱铰的曲柄滑块机构算例,分别给出了4种约束稳定方法在SE(3)上对动力学系统的位移和速度约束违约的修正对比结果,并分析了系统能量的变化图.结果表明:SE(3)框架下,4种约束稳定方法结合RKMK算法均表现出良好的保结构和保能量性质,其中SE(3)上增广拉格朗日方法所得位移和速度约束违约较小,总能量保持情况更好;SE(3)上Baumgarte方法能更好地平衡系统计算效率和精度.

GH4742合金真空自耗铸锭中夹杂物分布特征

以ϕ570 mm的合金锭作为自耗重熔的电极,通过起弧、稳定熔炼和热封顶三个阶段,制备ϕ660 mm的真空自耗铸锭,熔炼过程共历时860 min。采用场发射电子扫描显微镜和夹杂物自动扫描系统,分析了真空自耗重熔GH4742合金工业铸锭内部及其特征位置(锭冠、搁架、橘皮)处夹杂物的分布规律。结果表明,GH4742合金真空自耗铸锭中夹杂物的类型主要有Ti(C,N)、LaAlO_(3)-Ti(C,N)、Ti(C,N)-(Ti,Nb,Mo)C及LaAlO_(3)-Ti(C,N)-(Ti,Nb,Mo)C四种。夹杂物的尺寸主要以<3μm的小尺寸夹杂物为主,从中心到边缘夹杂物的尺寸逐渐降低,夹杂物的数量密度逐渐增多。铸锭中部中心处夹杂物的尺寸最大,最大平均尺寸为4.14μm。铸锭底部中心处的夹杂物数量最少,数量密度为13.23个/mm^(2)。铸锭锭冠、橘皮及搁架处分布着聚集的氧化物夹杂,这是电极上脱落的氧化物在熔池流动作用下运动到铸锭边缘,被边缘凝固区域捕捉形成的。

一种在轨可展开天线的多柔体动力学建模与计算

研究了一种考虑重力梯度的大型空间可展开天线桁架的动力学建模与计算问题.使用绝对节点坐标法和绝对节点坐标参考节点法建立了可展开结构的刚柔耦合动力学模型.利用离散方向导数构建了动力学方程的保能量动量时间积分算法,通过计算获得了含有多个模块的大型空间可展开天线在轨展开以及展开后轨道机动过程轨道-姿态-变形耦合动响应.通过数值计算结果与经典算例结果、商业软件ADAMS计算结果的对比分析验证了提出方法的正确性.

柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法研究进展

阐述了多体系统动力学理论的研究背景,指出了多种传统的柔性多体系统动力学研究方法的不足.系统地从4个方面回顾了柔性多体系统动力学绝对节点坐标方法诞生十几年以来的研究进展,即:单元研究进展、系统动力学方程求解数值算法研究进展、非线性材料多体系统动力学研究进展以及相关的应用研究进展.最后提出了值得进一步研究的问题.

8h驾驶工作对中年出租车驾驶员腰腿部肌肉sEMG变化的影响

目的:本研究以驾龄5年以上的中年男性出租车驾驶员为研究对象,观察其腰部竖脊肌和胫骨前肌表面肌电图相关疲劳指标的变化,以评价8h驾驶的工作负荷对人体相应部位肌肉疲劳状况的影响。方法:30名从业5年以上的中年男性出租车驾驶员(年龄45.6±5.0岁)为司机组,15名中年男性坐姿工作者(年龄46.1±4.8岁)为对照组。对司机组8h驾驶工作前、后及对照组工作前后双侧腰部竖脊肌和双侧胫骨前肌进行1min持续收缩耐力测试,同时使用表面肌电测试系统进行表面肌电测试。结果:8h驾驶工作前后,司机组双侧胫骨前肌各项指标差异无显著性(P>0.05);双侧腰部竖脊肌各项指标表明,8h驾驶工作能够引发明显的疲劳反应(MF斜率、MA斜率明显增大,P<0.05;MF截距明显降低,P<0.05),左侧疲劳反应大于右侧(左侧MF斜率、MF截距明显增大,P<0.05;左侧MA斜率明显增大,P<0.01;右侧变化不显著);安静状态下,司机组双侧腰部竖脊肌及双侧胫骨前肌的疲劳反应均明显高于对照组。结论:8h驾驶工作负荷能够引发腰部竖脊肌明显的疲劳反应且两侧不对称;长期长时间驾驶能够导致腰腿部肌肉疲劳的慢性累积。

玻璃中CdSSe量子点生长实验研究

介绍了玻璃中半导体量子点的生长过程 ,在 62 0℃用不同的生长时间在玻璃中生长了一系列不同尺寸的CdSSe量子点 .基于扩散控制的生长过程理论用光吸收谱对该系列量子点的生长特性进行了分析讨论 .

基于“骨错缝,筋出槽”理论探讨林氏正骨推拿手法在陈旧性踝关节扭伤中的应用

“骨错缝,筋出槽”理论是中医骨伤科诊治筋骨疾病的重要理论。踝关节扭伤是常见的运动损伤,若治疗不当或未能及时恢复,可能导致陈旧性踝关节扭伤,引发长期疼痛与不稳定,在中医学中属于“骨错缝,筋出槽”范畴,推拿手法治疗在此领域具有独特优势。其中林氏正骨推拿手法结合了现代医学知识与传统武术绝技,通过爆发力与精准手法相结合,快速恢复踝关节解剖关系,具有显著疗效。本文基于“骨错缝,筋出槽”理论,对林氏正骨推拿手法在陈旧性踝关节扭伤的治疗进行了探讨,分析并总结其在临床实践中的优势与价值。

腰部脊柱推拿治疗膝关节骨性关节炎30例

目的:观察腰部脊柱推拿治疗膝关节骨性关节炎的临床疗效。方法:将纳入研究的60例患者随机分成两组,治疗组采用腰椎脊柱推拿治疗,对照组采用膝关节局部推拿治疗,手法操作每周3次,共治疗4周。在治疗后及3个月后比较两组VAS评分、WOMAC骨关节炎量表评分情况及临床疗效。结果 :治疗结束后及治疗结束3个月后,治疗组患者疼痛VAS评分分别为(3.0±1.5)分和(3.3±1.6)分,WOMAC骨关节炎量表疼痛评分分别为(68.6±35.0)分和(72.4±34.5)分,WOMAC骨关节炎量表僵硬评分分别为(9.5±20.6)分和(11.8±18.9)分,WOMAC骨关节炎量表功能评分分别为(225.7±173.4)分和(245.3±166.9)分;对照组疼痛VAS评分分别为(3.8±1.7)分和(4.6±1.8)分,WOMAC骨关节炎量表疼痛评分分别为(90.2±37.3)分和(107.1±38.7)分,WOMAC骨关节炎量表僵硬评分分别为(19.4±23.1)分和(23.5±20.9)分,WOMAC骨关节炎量表功能评分分别为(313.8±186.0)分和(332.9±157.4)分。上述时间点两组与治疗前功能评分比较,均有显著提高(P<0.05)。上述时间点两组相互比较,治疗组患者疼痛VAS评分、WOMAC骨关节炎量表评分差异均具有统计学意义(P<0.05)。治疗组疗效优于对照组(P<0.05)。结论 :腰部脊柱推拿治疗膝关节骨性关节炎疗效显著,腰膝同治是提高本病疗效的有效方法。

提拉旋转斜扳法操作时腰椎椎间盘应力及应变的有限元研究

目的通过有限元分析方法,观察提拉旋转斜扳法操作时椎间盘应力及应变发生的变化规律,探寻手法治疗腰椎疾患的科学性和安全性。方法在构建的L_(4～5)节段腰椎模型上模拟加载提拉旋转斜扳手法,观察手法作用过程中椎间盘应力的分布及变化,髓核及纤维环的位移及应变。结果椎间盘应力变化从右后方开始出现,以弧形向周围传递扩散,应力的变化呈递减分布。椎间盘应变最小的位置在髓核偏后,以此为中心呈圆弧状向周围递增。应变最大的位置主要发生于纤维环,特别是椎间盘右侧外缘。结论手法操作中应力主要集中于后侧关节突关节,椎间盘的应力变化相对较小,提示手法治疗是安全的。纤维环后外侧在操作中有较明显的应变,局部的位移变化可能是手法疗效的机制之一。

厚朴叶不同溶剂提取物抗氧化活性比较分析

采用1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除法,2,2-联氮基-双-(3-乙基苯并噻唑啉-6-磺酸)二铵盐[2,2/-azino-bis(3-ethylbenzthiazoline-6-sulonic acid),ABTS]自由基清除法以及铁离子还原能力(ferric reducing antioxidant power,FRAP)测定,评价厚朴叶7种不同溶剂提取物的抗氧化活性,并考察总酚含量与抗氧化活性的关系。结果表明,厚朴叶不同溶剂提取物具有良好的抗氧化活性,但抗氧化能力存在一定差异。其中正丁醇提取物的DPPH自由基清除率和ABTS自由基清除率最高,EC50值分别为40.67μg/m L和26.67μg/m L;乙醇提取物的铁离子还原能力最强,在浓度为0.1 mg/m L时,其FRAP值为24.54%;含量测定显示,乙醇提物中总酚含量最高,为174.14 mg/g;相关系数表明,总酚含量与抗氧化能力具有较好的相关性,提示乙醇可以作为厚朴叶抗氧化活性物质提取的优选溶剂。

含分数阻尼特性元件的多体系统动力学研究

在绝对节点坐标体系下研究了具有分数导数阻尼特性元件的多体系统动力学建模、求解问题。采用基于绝对节点坐标的无闭锁效应剪变梁单元离散柔性构件,建立了含常数质量矩阵的系统动力学方程,并采用数值耗散可控的广义a方法求解。通过数值算例计算,对比研究了算法参数与阻尼项的分数指数对系统动力学响应的影响规律。该方法可以进一步扩展到众多工程实际问题研究中。

林氏正骨手法治疗臀上皮神经卡压综合征探析

臀上皮神经卡压综合征是临床上引起腰腿痛的常见病因之一,“筋骨平衡”理论是中医骨伤科诊治筋骨疾病的重要理论,在脊柱筋伤病的防治方面应用广泛。本文基于“筋骨平衡”理论对林氏正骨手法治疗臀上皮神经卡压综合征的特点进行了探讨,为臀上皮神经卡压综合征的预防及治疗提供新思路。

脂蛋白相关磷脂酶A2和中性粒细胞/淋巴细胞比值与急性脑梗死严重程度和预后的相关性

目的探讨急性脑梗死患者血清脂蛋白相关磷脂酶(Lp-PL)A2和中性粒细胞/淋巴细胞比值(NLR)与急性脑梗死严重程度和预后的相关性。方法采用回顾性研究,选取急性脑梗死患者350例纳入病例组,另选取健康体检者228例纳入对照组。另外,依据美国国立卫生研究院脑卒中量表(NIHSS)进行评分分组,轻度组(NIHSS评分<7分,144例),中度组(7分≤NIHSS评分<15分,110例),重度组(NIHSS评分≥15分,96例);对其中242例急性脑梗死患者出院3个月后进行随访,根据改良Rankin评分量表(mRS)评价其神经功能情况并分组,预后良好组(mRS评分≤2分,154例),预后不良组(mRS评分>2分,88例)。对各组数据进行比较,通过Pearson法评价Lp-PLA2和NLR与NIHSS评分、白细胞介素(IL)-6、IL-1β、C反应蛋白(CRP)和mRS评分的相关性;采用二分类多因素Logistic回归模型探讨发生中重度急性脑梗死者和预后不良的影响因素。结果急性脑梗死各组的Lp-PLA2和NRL均明显高于对照组(均P<0.05),且重度组>中度组>轻度组,差异均有统计学意义(均P<0.05);预后不良组Lp-PLA2和NRL明显高于预后良好组,差异均有统计学意义(均P<0.05)。急性脑梗死患者Lp-PLA2和NLR与NIHSS评分、IL-6、IL-1β、CRP和mRS评分呈正相关(P<0.05)。Lp-PLA2和NRL是发生中重度急性脑梗死和预后不良的强危险因素(OR=3.075和2.258,P=0.005和0.009;OR=3.572和3.213,P=0.004和0.008)。结论Lp-PLA2和NRL一定程度上可以反映急性脑梗死患者入院时的严重程度,是发生中重度急性梗死和预后不良的强危险因素,能够作为病情严重程度和预后不良的预测因子。

变拓扑卫星环形桁架天线展开动力学研究

卫星环形桁架天线展开动力学问题一直被众多学者所关注。但是,以前的相关研究主要局限于桁架天线本身的展开动力学问题,因此无法得到伸展臂与桁架天线展开、锁定过程中与卫星本体姿态的耦合动力学特性。鉴于多刚体系统动力学理论中的自然坐标方法能得到常数系统质量矩阵,便于高效计算。采用自然坐标方法利用约束切换技术建立了变拓扑星体-伸展臂-环形桁架天线的参数化多刚体系统动力学模型,进行了系统的展开动力学仿真研究,获得了伸展臂与桁架展开、锁死过程中对星体质心的反力变化规律。部分仿真结果采用商业软件MSC.ADAMS进行了验证。仿真流程及结果可为实际工程应用提供参考。

葡萄籽中胰脂肪酶抑制物提取工艺

以胰脂肪酶抑制率为响应值,采用L2(556)正交设计和Box-Behnken试验法相结合的手段,研究自葡萄籽中提取可抑制胰脂肪酶活性产物的最佳工艺条件。研究结果表明:当料液比为1:8(g/mL)、乙醇浓度54%、浸提温度67.6℃、浸提时间1.3h时,葡萄籽提取物对胰脂肪酶的抑制率达61.53%以上。