脚踝-压力袜的三维接触压力有限元建模

为了模拟压力袜对不同围度脚踝所施加的确切压力分布,提出一种基于有限元软件构建的脚踝-压力袜仿真模型,模拟压力袜在穿着时对不同围度的人体脚踝施加的压力值。通过三维人体扫描获取脚踝初始形态尺寸,建立脚踝-压力袜几何模型。通过材料密度、弹性模量和泊松比建立Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级压力袜及脚踝的材料模型。运用有限元软件进行网格划分,建立医疗袜与腿部接触受力仿真模型。由仿真结果得到脚踝正前、后两点模拟压力值。结果表明:脚踝前部处所受压力值始终大于后部;穿着不同等级压力袜时,压力随压力袜等级的增加而增加;穿着相同等级压力袜时,脚踝所受的压力值随脚踝周长增长而增加,呈线性规律分布;经实测对比,实验验证所建立的有限元模型是合理且有效的。

PLLA封孔工艺对微弧氧化镁合金丝材性能的影响

目的提高微弧氧化镁合金丝材的强度和耐腐蚀性能。方法通过硅烷偶联及聚乳酸封孔处理对微弧氧化AZ31B镁合金丝材进行表面改性,采用扫描电子显微镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)以及模拟胃液(SGF)浸泡实验、拉伸实验等设备和方法,研究了硅烷偶联工艺、聚乳酸封孔工艺对丝材综合性能的影响。结果微弧氧化镁合金丝材的耐腐蚀性能随偶联处理时间的延长先升高后降低,当处理时间为90 min时,丝材的耐腐蚀性能最佳。随封孔聚乳酸浓度的升高,丝材的耐腐蚀性能先升高后降低,强度增大;随提拉速度的增大,其耐腐蚀性能和强度均逐渐提高;随浸渍提拉次数的增多,丝材的耐腐蚀性能和强度逐渐降低。当聚乳酸质量浓度为0.14 g/m L、提拉速度为0.9 cm/s、浸渍提拉次数为1次时,硅烷偶联处理过的丝材的综合性能最佳。结论微弧氧化镁合金丝材的性能可以通过聚乳酸封孔处理改善,改善效果与聚乳酸浓度、提拉速度和浸渍提拉次数有关。微弧氧化镁合金丝材表面硅烷偶联处理能有效提高聚乳酸封孔效果。

横向拉伸条件下衬垫组织的地组织线圈形态分析

为了探究衬垫组织在不同横向拉伸条件下地组织线圈形态的变化特征和规律,预测线圈的长度和形态,以平针衬垫组织的压力袜为试样,采用视觉测量技术测量线圈的圈距、圈高、圈柱高、圈柱间距、圈柱倾斜角、衬垫纱倾斜角和沉降弧倾斜角,建立地组织初始状态和横向拉伸条件下的二维线圈结构模型,计算针编弧、圈柱和沉降弧的长度。结果表明:保持压力袜纵向长度不变,横向施加拉伸后,地组织线圈形态系数逐渐减小;衬垫纱弯曲程度逐渐降低,其作用力使相邻两行线圈圈高的比值线性增加;线圈长度的实际测量值与二维模型的理论计算值较为符合,误差范围为0.99%~7.00%。该理论模型可以用于预测衬垫组织地组织线圈的长度和形态变化。

流场环境中AZ31镁合金的腐蚀行为研究

采用自主构建的体外模拟流场环境实验平台,通过电化学阻抗谱(EIS)测量、拉伸实验、模拟体液pH值变化测试、SEM观察等方法,对AZ31镁合金在流场环境中的腐蚀行为进行了研究。从腐蚀电化学角度探究了流场中镁合金腐蚀速率与流速的定量关系,并采用ANSYS有限元分析研究了流态与剪切力作用对镁合金不同部位腐蚀差异的影响。结果表明,流场会加速AZ31镁合金的腐蚀,在腐蚀初期,腐蚀电流密度i_(corr)与流场平均流速n之间存在i_(corr)^(-1)=i_c^(-1)+Aν^(-1/2)的关系,其中,ic为不考虑扩散影响时的腐蚀电流密度,A为常数。腐蚀速率随流速增加而增大,且随着腐蚀时间延长,由于腐蚀产物的影响而逐渐偏离i_(corr)^(-1)~n^(-1/2)的线性关系。有限元分析表明,样品不同部位表面流体流态及剪切应力分布不同,局部传质系数K存在显著差异,不同流速下试样边缘部位的传质系数是中间的4~5倍,试样局部腐蚀形貌与剪切应力分布及流态差异相对应。