多稳态力学超构材料研究进展

通过人工设计的微结构,力学超构材料能实现天然材料不具备的超常力学性能,如负泊松比、负热膨胀、多稳态、可调刚度等等。其中,多稳态力学超构材料因具有可重复使用、能量存储与吸收、快速变形和放大输出力等优异性能,激发了研究人员的兴趣。多稳态力学超构材料通常是利用双稳态结构单元的串联和/或并联实现的,在外界载荷作用下展示出多个稳定构型且可以互逆切换,具有广阔的应用前景。该文综述了多稳态力学超构材料主要设计策略及最新的研究进展,阐述了双稳态的概念、稳态转换势垒及相应的力学响应特性,分析了双稳态单元的设计原则;根据研究对象的不同,对双稳态单元及其多稳态超构材料研究进展进行了分析;讨论了多稳态构成的力学超构材料在能量吸收、软驱动、机械计算和波调控等领域的应用前景。最后,对多稳态力学超构材料的研究进行了总结,并对未来可能遇到的挑战和机遇进行了展望。

基于分割环阵的CFRP分层缺陷超声全聚焦成像

碳纤维复合材料在钻孔加工时易产生分层缺陷,分层缺陷严重影响了构件的力学性能,存在严重的安全隐患。针对碳纤维复合材料孔边分层缺陷的检测,提出一种基于分割环形阵列的1/4矩阵全聚焦成像方法。设计了R4×S8、R3×S12、R3×S16和R4×S12四种分割环形阵列结构,通过数值仿真对比分析了各阵列的聚焦声场特点,最终确定分割环阵探头为5 MHz的R4×S12探头。使用该探头对碳纤维复合材料孔边分层试块的上层、中层、下层缺陷进行全矩阵采集,利用VTK工具包分别进行全矩阵三维成像和1/4矩阵三维成像。结果表明,1/4矩阵方法比全矩阵方法三维成像的缺陷对比度更高,1/4矩阵方法的缺陷尺寸表征误差更小,误差不超过6%。与全矩阵成像相比,1/4矩阵成像信噪比提升范围为3.43~7.61 dB,有效提升了图像质量。

基于低频吸声超构材料的复合消声器

针对管道内低频噪声难以抑制的问题,基于亥姆霍兹共振腔阵列吸声板和穿孔管消声器组合,设计了一种复合式宽带消声器。首先利用有限元法仿真分析传统穿孔管消声器,发现中低频消声能力较差,通过嵌入亥姆霍兹共振腔阵列吸声板吸收中低频噪声。采用仿真与实验的方式研究吸声板的声学性能:在400∼1000 Hz频段内的平均吸声系数达到了0.88。然后对复合式消声器进行数值模拟及3D打印阻抗管实验测试对比:复合式消声器在400∼1718 Hz频率范围内的平均传递损失为18.15 dB。最终实现了管道内全频带噪声有效控制。

下肢静脉曲张射频消融术后患者出院准备度量表的构建及信效度检验

目的:构建下肢静脉曲张射频消融术后患者出院准备度量表并检验其信效度。方法:在过渡理论的指导下,通过文献检索、小组讨论初步构建量表的维度和条目池。通过专家函询法、预调查、项目分析和验证性因子分析修改条目,形成正式量表。2022年7月至2023年4月,采用便利抽样法选取天津市某三级甲等医院血管外科行下肢静脉曲张射频消融手术的176例患者进行调查,检验量表的信效度。结果:下肢静脉曲张射频消融术后患者出院准备度量表包括疾病知识、应对能力、个人状态、社会支持4个维度,22个条目、累计方差贡献率为75.853%。2轮专家函询问卷回收率均为100%,2轮函询专家权威系数为0.83、0.86,肯德尔协调系数为0.433、0.351(P<0.05),量表总Cronbach′sα系数为0.954,各维度的Cronbach′sα系数为0.850、0.958、0.602、0.709;量表水平的内容效度指数(S-CVI)为0.962,各条目水平的内容效度指数(I-CVI)为0.813~1.000。结论:下肢静脉曲张射频消融术后患者出院准备度量表具有科学性和实用性,可用于评估下肢静脉曲张射频消融术后患者出院准备度。

首发脑卒中老年患者家庭照顾者准备度现状及影响因素分析

目的:探讨首发脑卒中老年患者家庭照顾者照顾准备度现状并分析其影响因素。方法:选取首发脑卒中老年患者及主要照顾者各160名为研究对象。应用照顾者准备度量表、照顾者首发脑卒中相关知识水平量表和医疗社会支持量表对照顾者进行调查。结果:首发脑卒中家庭照顾者的照顾准备度得分为(23.53±6.18)分;首发脑卒中患者照顾者准备度与照顾者脑卒中相关知识水平呈正相关(r=0.309,P<0.05),与家庭社会医疗支持水平呈正相关(r=0.248,P<0.05)。多因素分析显示,照顾者有无照顾经验、照顾者的人数、患者的Rankin等级、照顾者脑卒中相关知识水平、医疗社会支持水平为首发老年脑卒中患者家庭照顾者准备度的影响因素(P<0.05)。结论:首发脑卒中老年患者家庭照顾者准备度有待提高。医护人员应及时给予健康宣教,并帮助患者和照顾者制定个性化的康复方案。

中国陆相页岩油勘探理论与技术进展

陆相页岩油是一个全新领域,近期的勘探实践已在鄂尔多斯盆地、松辽盆地、渤海湾盆地、准噶尔盆地、柴达木盆地等不同页岩层系取得了重要进展,截止2022年底,页岩油探明、控制、预测三级地质储量达44亿t,2022年产量达318万t。页岩油勘探理论和技术也取得了一系列进展,创新了有机母质类型分析与有机质生排烃实验、储层表征技术、页岩油赋存状态与含油性分析、保压取心与现场测试等页岩实验测试分析技术,基本上能满足页岩油相关实验测试要求;在细粒沉积与有机质富集机理、陆相页岩纹层结构与组合类型、储层孔缝结构与储集性、页岩油富集机理取得了一系列新的认识,指导了重点地区选区选带评价研究。研发了烃源岩品质测井评价、储层品质测井评价、工程品质测井评价、岩石物理敏感参数分析和定量预测、多任务学习储层参数预测、各向异性地应力预测、水平井地震地质导向评价、富集层(甜点)综合评价等技术,并推广应用,在页岩油储量提交、甜点区优选、水平井部署、随钻导向预警和钻完井工程改造方面提供了重要且面向全周期的技术支撑。但陆相页岩油规模勘探与效益开发目前还面临诸多挑战,必须建立全新的研究内容与研究重点,特别需要把研究精度升级并要加强微观研究,加强固/液/气多相多场耦合流动机理研究,加强多学科交叉研究等,以建立页岩油成藏新学科。

一种咽拭子采集装置的设计及应用

目的探讨一种新型咽拭子采集装置在核酸检测中的应用效果。方法选取核酸采集点进行采样的医务人员120人,随机分为试验组和对照组,各60人。对照组采用常规咽拭子采集方法,试验组采用新型咽拭子采集装置采集。记录两组咽拭子采集时间,评价被采集对象的舒适度和满意度。结果试验组咽拭子采集时间(22.84±2.57)s,短于对照组(27.56±2.44)s,差异有统计学意义(P<0.05)。试验组舒适度和满意度均高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论新型咽拭子采集装置能有效提高采样效率。

MEMS惯性鞋式行人导航系统

以微机械系统(Micro-Electro-Mechanical System,MEMS)惯性器件为测量单元,搭建行人导航硬件系统并进行系统软件设计,硬件系统选用STM32F405作为核心处理器。通过分析行人脚步运动特点,设计零速修正行人导航算法,通过零速修正卡尔曼滤波器单一条件和三条件的零速检测方法进行导航姿态、速度和位置误差评估,并进行鞋式导航实物实验验证。实验结果表明,所设计的鞋式行人导航算法行之有效,并为行人导航系统实际应用指明了研究方向。

SSA降噪算法在超声检测中的应用

超声检测信号中往往会携带部分噪声信号,以材料晶界散射噪声和系统噪声居多。针对一些传统超声信号降噪方法的局限性和不足,将奇异谱分析(SSA)算法引入到超声信号的降噪中。该方法源于主成分分析法(PCA),根据奇异谱中信号主成分和噪声成分的奇异值差异提取出信号主成分,再对提取出的若干个信号主成分进行信号重构,实现降噪目的。最后对比了SSA方法与小波阈值去噪、EMD(经验模态分解)滤波和稀疏分解重构等传统降噪方法的降噪效果。试验结果表明,SSA算法对不同信噪比的含噪信号均有较好的降噪效果,显著优于其他传统的降噪方法,且无需更多的先验信息。

一种热对流式MEMS二维质点振速传感器

由空气质点振速传感器和声压传感器组成的矢量传声器是测量声场空间信息的重要方式。本文设计了一种新型热对流式二维质点振速传感器,不同于传统平行线式传感机制,该器件由多线进行交叉连结形成一个中央十字加热器和四个直角测温线,构成新的局域加热和温度传感方式,基于此设计能够获得更高的灵敏度并具有理想的正交性。通过数值分析对其传感机制进行了详细分析,并使用MEMS工艺进行器件制备和性能验证。实验结果表明,该器件具有良好的响应灵敏度和接近完美的正交指向性。所提出器件在体积受限的声场测量中具有潜在应用价值。

SiC_(p)/AZ91D镁基复合材料中SiC_(p)颗粒分散情况的无损检测方法

SiC_(p)/AZ91D镁基复合材料在航空航天领域应用较为广泛,但由于国内外对于超声波检测方法研究SiC_(p)/AZ91D镁基复合材料中SiC_(p)颗粒分布情况鲜见报道。本工作通过挤压铸造法,制备体积分数分别为0%,2%,4%和6%的SiC_(p)颗粒增强镁基复合材料。为了研究复合材料中颗粒分布情况,本工作采用超声声速法、超声衰减法、超声波特征扫描成像检测及非线性超声检测方法对SiC_(p)颗粒分散性进行研究。探索各种声学参量随SiC_(p)体积分数的变化关系及不同的检测方法对SiC_(p)颗粒分布情况检测能力的差异,并进行实验验证。结果表明:超声特征扫描检测及超声速度法能够定量检测SiC_(p)宏观团聚,超声衰减法对表征微观团聚和宏观团聚都能达到一个很好的效果,非线性超声检测方法对于检测SiC_(p)微观团聚更为敏感,颗粒不均匀时对力学性能影响最为突出,抗拉强度大大降低。

西瓜枯萎病生防菌的分离鉴定及其生防潜力研究

为筛选获得高效防治西瓜枯萎病菌的生防菌株,本研究以胶体几丁质为唯一碳源的培养基,从广东珠海红树林根际土分离的1000余株细菌中筛选到32株具有高几丁质酶活性菌株,采用平板对峙法进行复筛,最终获得10株综合效果好的菌株。温室结果表明,这10株菌株均具有促生及防病效果,其中菌株PL-29处理组相对于对照组防病效果最好,防治效果为63.11%,促生效果同样显著。经形态学、生理生化特征和16S rDNA系统发育分析,最终将菌株PL-29鉴定为黄三素链霉菌Streptomyces flavotricini。此外,抑菌谱试验结果表明,该菌株对辣椒疫霉Phytophthora capsici、灰葡萄孢Botrytis cinerea、立枯丝核菌Rhizoctonia solani等多种病原菌都具有拮抗能力。对菌株PL-29的抑菌作用进一步研究表明,菌株PL-29能抑制尖孢镰刀菌孢子的产生及萌发,从而抑制病原菌的生长。此外,还可以破坏尖孢镰刀菌质膜完整性,诱导ROS积累。综合上述结果表明,黄三素链霉菌S. flavotricini PL-29在防治西瓜枯萎病方面具有较高的潜在应用价值。

基于偏置磁场EMAT表面波换能器效率的分析

为提高常规EMAT(电磁超声)换能器效率,设计一种新型偏置磁场EMAT换能器。利用有限元软件建立EMAT激励表面波的二维仿真模型,对比分析常规和偏置EMAT对激励表面波的影响。最后设计正交试验研究磁铁高度、磁铁宽度、线圈高度、线圈宽度和线圈提离对偏置EMAT激励表面波的影响规律,并通过试验验证了其准确性,此外还研究了偏置磁铁对接收EMAT的影响。结果表明,偏置EMAT换能器激励的表面波幅值比常规EMAT的提高了51%,并且该方法不会在频域信息上发生主频分叉畸变问题,采用偏置EMAT接收的信号幅值比常规EMAT的提高了38%,偏置EMAT能有效提高检测灵敏度。

离子液体在湿法冶金浸出和电沉积中的应用进展

离子液体具有溶解性好、导电性高、电化学窗口宽、热稳定性和化学稳定性好、可反复利用及易再生等优良的物理化学性质,在有机合成、分离、电化学、催化、冶金、核能循环利用以及纳米材料等诸多领域得到了广泛应用.特别是离子液体的引入能够使冶金反应在低温下进行,降低能耗且减少污染,因此这种新型"绿色"溶剂在冶金领域具有很大的应用潜力.本工作综述了离子液体在湿法冶金中的研究及应用现状,重点介绍了以离子液体为介质溶解金属及其氧化物、浸出复杂矿物及电子废弃物和电沉积制备多种金属及其合金的研究进展,并展望了离子液体在冶金领域的发展前景.

基于机器学习算法的压力性损伤风险预测研究热点的可视化分析

目的:应用文献计量学方法分析基于机器学习算法的压力性损伤风险预测的研究热点和发展趋势。方法:检索中国知网、万方、维普和PubMed数据库自建库至2022年10月31日收录的相关文献,运用书目共现分析系统软件提取文献数据,运用CiteSpace和gCLUTO对文献数据进行可视化聚类分析。结果:共检索到1504篇文献,其中中文文献共1239篇,英文文献265篇。按照纳入、排除标准筛选后共纳入89篇文献,包括中文文献38篇(42.70%)、英文文献51篇(57.30%)。该领域中英文文献发文量整体呈增长趋势。纳入的文献发表于63种期刊,其中中文期刊25种,英文期刊38种。纳入文献的合著率为91.01%。有基金支持的文献共45篇(50.56%)。研究主要涉及的人群包括ICU患者、手术患者以及老年患者。中文文献共提取98个主题词,英文文献共提取主题词59个。中文文献的研究热点分为4组:Braden评分、预测、压力性损伤、预测模型。英文文献的研究热点分为4组:ICU(重症监护病房)、Pressure ulcers(压力性损伤)、nomogrand(列线图)and machine learning(机器学习)。结论:基于机器学习算法的压力性损伤风险预测研究尚处于发展阶段,今后研究应强化预测模型研究设计的科学性和完整性,未来可以开展不同专科压力性损伤风险预测模型的构建及验证研究、机器学习算法的培训及护理教育研究。

自锁托槽与结扎式托槽对牙周病患者正畸治疗的舒适度及牙周功能的影响

目的:比较分析自锁托槽与结扎式托槽对牙周病患者正畸治疗的舒适度及牙周功能的影响。方法:将2019年1月-2021年1月笔者医院收治的50例牙周病行矫治器正畸治疗的患者纳入研究。根据随机数字表法分为对照组和观察组,各25例。对照组患者采用结扎式托槽矫治器治疗,观察组患者采用自锁托槽矫治器治疗。两组均持续固定矫治18个月,比较两组牙周探针深度(Probes depth,PD)、附着水平(Attachment level,AL)、牙龈指数(Gingival index,GI)等牙周状态指标,比较两组白细胞介素1β(Interleukin-1β,IL-1β)、肿瘤坏死因子(Tumor necrosis factor-α,TNF-α)、C-反应蛋白(C-reactive protein,CRP)等炎症因子水平及患者满意度。结果:治疗后,两组PD、AL、GI较治疗前明显下降,且观察组低于对照组(P<0.05);治疗后,两组IL-1β、TNF-α、CRP等炎症因子水平降低,且观察组低于对照组(P<0.05);观察组舒适度、咬合功能和便捷性等满意度评分均高于对照组(P<0.05)。结论:与传统结扎式托槽矫治器相比,自锁托槽矫治器矫治牙周病患者可取得更加良好的正畸效果,改善患者牙周状态,减轻牙周组织炎症反应,有效提高佩戴舒适度,患者满意度较高。

GTR联合正畸治疗在牙周组织缺损伴前牙移位中的应用及对牙周功能的影响

目的:探讨引导性组织再生术(Guided tissue regeneration,GTR)联合正畸治疗在牙周组织缺损伴前牙移位中的应用及对牙周功能的影响。方法:选取笔者医院2018年1月-2021年9月收治的牙周组织缺损伴前牙移位患者92例,按照随机数字表法分为研究组和对照组,每组46例,对照组给予GTR治疗,研究组在对照组的基础上联合正畸治疗。比较两组患者的出血指数(Bleeding index,BI)、探诊出血(Probing bleeding,BOP)、菌斑指数(Plaque index,PLI)、牙周探诊深度(Probing depth,PD)、附着丧失水平(Attachment loss,AL)、咀嚼功能、美观满意度、不良反应发生率以及临床疗效。结果:治疗前,两组患者BI、BOP、PLI、PD、AL比较,差异无统计学意义(P>0.05);治疗后,研究组患者BI、BOP、PLI、PD、AL及不良反应发生率均低于对照组,咀嚼效率、咬合能力、美观、口腔清洁、牙龈健康、整体满意度及治疗总有效率均高于对照组(P<0.05)。结论:GTR联合口腔正畸治疗牙周组织缺损伴前牙移位患者能够改善牙周功能和咀嚼功能,提高患者美观度,降低不良反应发生率,临床疗效显著。

胆囊良性病变患者经脐单孔腹腔镜手术时间延长的影响因素分析

目的分析影响胆囊良性病变患者经脐单孔腹腔镜手术时间延长的相关因素。方法回顾性分析2020年6月至2022年6月于甘肃省甘南州人民医院进行经脐单孔腹腔镜手术的100例胆囊良性病变患者病历资料,纳入患者的手术中位时间为80 min,将手术时间≥80 min的患者作为延长组,共45例;手术时间<80 min的患者作为对照组,共55例。收集两组患者的病历资料并进行比较,分析影响胆囊良性病变患者经脐单孔腹腔镜手术时间延长的相关因素。结果延长组患者的体重指数(BMI)≥24 kg/m^(2)、上腹部手术史比例、合并肝硬化比例、胆囊壁厚度<3 mm比例、胆囊萎缩比例、术前白细胞计数>10×10^(9)/L和中转开腹比例高于对照组,差异均有统计学意义(P<0.05);多因素logistic回归模型进行分析显示,BMI≥24 kg/m^(2)(β=0.581,OR=1.788,95%CI=1.299~2.461)、上腹部手术史(β=1.568,OR=4.797,95%CI=2.582~8.912)、胆囊壁厚度>3 mm(β=1.489,OR=4.433,95%CI=2.335~8.414)、术前白细胞>10×10^(9)/L(β=1.626,OR=5.083,95%CI=2.452~10.539)、胆囊萎缩(β=0.185,OR=1.203,95%CI=1.043~1.388)、合并肝硬化(β=0.233,OR=1.262,95%CI=1.020~1.563)和中转开腹(β=1.735,OR=5.669,95%CI=2.886~11.213)是胆囊良性病变患者经脐单孔腹腔镜手术时间延长的独立危险因素(P<0.05)。结论胆囊良性病变患者在进行经脐单孔腹腔镜手术前应充分考虑患者的BMI、上腹部手术史、胆囊壁厚度、白细胞计数、胆囊萎缩以及其他合并症等可能存在的危险情况,从而帮助提高手术安全性。

学龄前孤独症儿童感觉异常与情绪行为问题的关系——执行功能的中介作用

通过问卷法对240位学龄前孤独症儿童的家长进行调查,探讨孤独症儿童感觉异常和执行功能对情绪行为问题的作用。结果发现感觉异常不仅直接预测情绪行为问题,还可以通过影响执行功能间接预测情绪行为问题。同时还发现了抑制、情绪调节与控制和工作记忆这三个维度的中介作用。基于孤独症相关理论,对结果进行了解释,并提出了针对感觉异常和执行功能的干预策略,以期改善学龄前期孤独症儿童的情绪行为问题。

曲轴R区域超声相控阵检测方法研究

针对曲轴结构复杂的特性,开展超声相控阵技术在某型曲轴R区域检测中的应用研究。首先,建立曲轴R部位的声束覆盖模型,研究超声相控声束对曲轴R部位的覆盖及反射特点;然后,用超声相控阵方法对曲轴R区域进行检测实验,采用弧面楔块,改善声耦合效果;用VB编写的辅助检测软件,对回波信号进行定位和分析。实验对象为带人工缺陷的三拐曲轴,利用相控阵多角度声束扫查功能对其进行检测,将相控阵系统得到的回波信号数据输入辅助软件对缺陷进行定位,其定位绝对误差<2 mm,并且缺陷位置显示直观,有利于判别。实验研究结果表明:利用超声相控阵成像技术和辅助检测软件相结合的手段有助于曲轴R区域缺陷的快速检测和准确评价。