三维全场应力应变测试系统在开采沉陷模拟实验中的应用

相似材料模拟实验是矿山岩层移动规律研究的重要实验手段。针对研究过程中采用单点位移测量不能完全反应采空区上方应力应变的缺点,采用三维全场应变测试系统进行实验观测。以山区和平地地形的地质采矿条件为原型,设计相似材料模拟实验。通过实验,获得了采空区上方的应力应变云图以及位移云图。研究表明,三维全场应变测试系统在开采沉陷模拟实验中效果明显,对类似科学研究有重要借鉴意义。

三维斑点追踪成像评价系统性红斑狼疮患者左室局部心肌应变

目的探讨三维斑点追踪成像(3D-STI)评价系统性红斑狼疮(SLE)患者左室局部心肌应变的应用价值。方法随机选取30例SLE患者(SLE组)及与其性别、年龄相匹配的24例健康志愿者(对照组),两组均行3D-STI检查获取左室心肌各节段收缩期纵向应变(SLS)、环向应变(SCS)及径向应变(SRS),并进行对比分析。结果 1SLE组左室壁各节段SLS均小于对照组,其中以前壁各节段减小最为显著(P<0.01);2SLE组基底段前侧壁及心尖段的SCS均较对照组减低(均P<0.05),基底段前壁、前间隔、下间隔,中间段前壁、下间隔、前侧壁,以及心尖段下壁、侧壁的SCS均较对照组明显减低(均P<0.01);3SLE组基底段前壁和前间隔、中间段前侧壁及心尖段室间隔的SRS均较对照组减低(均P<0.05),基底段下间隔、中间段下间隔和前壁,以及心尖段前壁和侧壁的SRS均较对照组明显减低(均P<0.01)。结论 3D-STI能早期发现SLE患者左室局部心肌收缩功能异常,是一种便捷、准确的方法,可临床推广应用。

响应对比法在承台-桩系统中低应变检测研究

为了解决承台-桩系统在低应变测试中的三维干扰和缺陷分析问题,建立了承台-桩系统的三维振动模型。利用交错网格有限差分法求解三维波动方程并得到了承台-桩系统的数值计算结果。通过对比计算结果与实测结果,验证了该数值计算的可行性与可靠性。由于模拟曲线和实测曲线具有较好的一致性,采用响应对比法,分析完整桩和缺陷桩在承台表面的承台-桩系统低应变曲线。结果表明:通过响应对比法分析采集的承台表面低应变曲线能够较为准确地识别出基桩中的缺陷信号。

超声三维斑点追踪成像评价系统性红斑狼疮左心室整体收缩功能

目的探讨三维斑点追踪成像(3D-STI)对系统性红斑狼疮(SLE)左心室整体收缩功能变化的诊断价值。方法分别对30例SLE患者(SLE组)及30名健康志愿者(对照组)行二维超声心动图和3D-STI检查。二维超声心动图测量左心室射血分数(LVEF)、左心室舒张末期内径(LVEDD)、左心室收缩末期内径(LVESD)、每搏输出量(SV)、舒张早期二尖瓣跨瓣血流速度(E)和舒张晚期二尖瓣跨瓣血流速度(A)。应用3D-STI行心肌运动分析,测量左心室整体纵向、圆周、径向及面积收缩期峰值应变(GLS、GCS、GRS、GAS)。对两组上述参数进行统计学分析。结果 SLE组二维超声心动图的测量数值(LVEDD、LVESD、LVEF、SV、E、A)与对照组比较,差异均无统计学意义(P均>0.05)。SLE组左心室GLS、GCS、GRS、GAS均较对照组减低,差异均有统计学意义(P均<0.05)。GLS诊断SLE的敏感度及特异度分别为93.3%、96.7%,GAS分别为90.0%、83.3%,高于GCS(80.0%、86.7%)和GRS(73.3%、76.7%)。结论 3D-STI可早期检测SLE左心室收缩功能异常。

采用三维光学测量技术对薄板焊接失稳变形的分析

采用一种新的测试方法——三维光学面扫描测量系统对低碳钢板平板堆焊过程中的失稳变形进行了研究,通过对低碳钢薄板焊前和焊后状态进行测量,得到薄板焊前和焊后的全场面外变形形貌;并结合基于固有应变法的有限元数值模拟,分析可知焊接引起的这种凹-凸变形属于失稳变形.进而采用小孔法进行残余应力测量.结果表明,远离焊缝区存在较大的残余压应力,纵向残余压应力是导致失稳变形的主要作用力.采用三维光学全场测试技术结合有限元数值模拟分析的方法,对薄板失稳变形的机理及影响因素的探究更加深入、准确.

实时三维超声技术在系统性红斑狼疮患者早期右心功能受损评价中的应用

目的应用实时三维超声心动图(RT-3DE)评价早期未合并肺动脉高压(PAH)的系统性红斑狼疮(SLE)患者的右室心肌功能,探讨其在右心功能受损评价中的价值。方法选取2016年9月~2019年9月于福建省立医院风湿科住院的30例未合并PAH的SLE患者作为病例组,30例健康志愿者作为对照组。采用GE-E95彩色多普勒超声诊断仪测量:右房内径(RAD)、右室内径(RVD)、肺动脉主干内径(MPA)、肺动脉收缩压(PASP),三尖瓣环运动参数:包括收缩期位移(TAPSE)、运动峰值速度(S),三维超声测量右室参数:舒张末期容积(EDV)、收缩末期容积(RVESV)、射血分数(EF)、右室整体纵向应变(GLS)。结果病例组的RA、RV、MPA、PASP、TAPSE、S与对照组比较均无明显差异,三维超声测量的右室参数与对照组比较:仅GLS明显降低,差异有统计学意义(P<0.05),其余指标均无明显差异。结论RT-3DE的GLS指标能够早期检测出SLE患者右室收缩功能受损的情况,对该类患者早期临床干预有一定的指导意义。

用于截瘫FES行走的三维上肢力动态测量系统

功能性电刺激(FES)技术已被广泛用于截瘫病人行走能力的恢复,但作为评估截瘫FES行走效率的重要指标,三维上肢力状况的研究至今仍十分有限,亟待深入开展。本文研制出了一套可用于截瘫FES行走的三维上肢力动态测量系统,该系统在一个标准步行器框架上装备有 12个应力应变片电桥,通过专用的隔离放大及A/D转换装置与计算机相连,经过标定后,截瘫FES行走时的上肢支撑力数据就可以被系统实时获得并显示。测力系统在应变片位置的确定以及“冗余-优化”方法的采用等多个方面保证了测量的可靠性和准确性,后续的校准实验显示系统的非线性、交互干扰和力学精度误差分别小于 2. 901%, 3. 188%和 1. 01%。研究中,一例截瘫患者作为志愿者按照正常的FES行走训练程序进行了相关测试,以验证新系统在行走能力评估方面的临床前景,结果表明其可用于: 1)截瘫FES行走效率的评估; 2)病人自我训练的控制指导; 3)作为反馈信号选择一种有效的FES模式和阵列。

基于双目视觉测量技术的三维数字图像相关系统及其应用研究

在对双目视觉技术测量原理以及数字图像相关技术的研究基础之上,借助两台摄像机完成了能够进行结构动态三维变形观测的以双目视觉技术为基础的三维数字图像相关系统,并点出技术应用环节需要注意的要素。进一步地,以10Cr17为对象,通过拉伸实验的开展对系统的应用性能进行了验证。

基于BOTDR的海缆3D立体监测系统设计与实现

海底电缆体积大、造价高,铺设在海底导致日常巡检和故障检测非常困难,目前尚无有效的实时在线监测系统。针对该问题,采用基于布里渊光时域反射(BOTDR)技术进行海底电缆实时在线监测,利用海底电缆复合光纤作为传感元件,该监测方法不仅可以监测海底电缆沿线每一点的温度分布,还可以测量海底电缆所受外力的情况。在理论分析以及对G.652光纤进行温度和应变系数标定的基础上,在国内外首次将BOTDR技术应用到真实海底电缆在线监测,并将BOTDR系统、船舶自动识别系统和视频监控系统相结合,设计并实现了110 kV三相单芯高压光电复合海缆的三维立体在线监测系统,且详细分析了BOTDR测试获取的海缆温度和应变数据。该系统不仅可以实现海底电缆运行状态的实时在线监测,还可以对引起海缆故障的肇事船舶进行录像、定位和确认,为事故赔偿奠定了坚实基础。在福建省电力公司12个月的良好稳定运行及数据初步分析结果表明了本系统的有效性。

三维数字图像相关法测量氧化锆陶瓷的弹性模量

利用三维光学应变测量系统(ARAMIS 3D)采集不同载荷下的氧化锆陶瓷的数字图像,并进行相关计算获得了三维应变云图,测得了氧化锆陶瓷的压缩弹性模量。实验结果表明,利用数字图像相关技术可以为脆性的陶瓷材料力学性能提供一个可靠的研究途径。

三维紧身内衣的压力分布计算模型

基于弹性力学上的薄膜大变形理论 ,针对三维着装紧身内衣对人体的压力分布的计算问题 ,提出了一类可实际操作的计算模型 ,并给出相应的算法 .解决了服装CAD系统的受力试衣效果表示问题 .该模型计算稳定可靠 。

低碳钢单轴拉伸实验颈缩段的应力分析

为了深入研究塑性材料在单轴拉伸过程中的颈缩应力分布,结合Aramis三维应变测量系统对Q235钢和Q345钢进行了单轴拉伸实验。基于已有文献的颈缩外形理论,结合实验数据提出了颈缩阶段几何尺寸的变化规律公式,并与传统经验公式进行了对比。采用本文给出的颈缩阶段几何尺寸的变化规律公式计算,Q235钢误差率为27.73%,Q345钢误差率为20.49%;采用传统经验公式计算,Q235钢误差率为64.33%,Q345钢误差率为70.78%。结果表明,本文提出的变化规律公式精确度远高于传统公式精确度。基于此,在考虑材料系数的基础上推导出了包含材料系数的半解析半经验应力分布方程。

孔缺陷对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金薄板变形行为与超弹性的影响

对带孔和不带孔的Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金薄板试样的超弹性能进行测试,同时利用ARAMIS三维变形分析测试系统对不同合金试样在加载-卸载过程中的应变分布进行实时观测,研究孔径与孔间距对合金应变场分布和超弹性能的影响。结果表明：孔缺陷的引入导致的应力集中会引起试样应变局部化,从而降低合金的超弹性,而且随着孔径的增加和孔间距的减小,应变局部化程度加剧,合金的超弹性也随之降低。

几何缺陷对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金超弹性能的影响

对Ti-7.5Nb-4Mo-2.5Sn形状记忆合金试样以及带有几何缺陷(中心圆孔和单边半圆缺口)合金试样的力学性能及超弹性能进行测试,并采用ARAMIS三维变形分析测试系统对单轴加载-卸载过程中试样的全场应变场分布进行实时观察,研究几何缺陷对合金应变场分布、应力诱发马氏体相变和超弹性能的影响。结果表明:在拉伸加载过程中,带几何缺陷的试样在缺陷周围产生了应力集中,导致合金试样在局部具有较高的应变速率和应变量;应力诱发马氏体相变主要受应力场分布的影响,而且主要发生在局部变形带中。因此,与完整试样相比,带几何缺陷的试样表现出较高的诱发马氏体相变的临界应力和较低的超弹性。

Zr基非晶合金在过冷液相区的拉伸变形行为

采用ARAMIS三维变形分析测试系统对Zr65Cu20Al10Fe5块体非晶合金在400℃和应变速率为1×10-3s-1条件下的高温拉伸变形行为进行研究,并利用X射线衍射(XRD)对合金试样的显微组织进行分析。结果表明,在变形条件下,该Zr-基非晶合金可表现出良好的塑性,其伸长率为103%,其变形模式为非牛顿流变。用三维变形分析得到的不同变形时刻的应变分布图显示,随着变形量的增加,试样变形变得不均匀,在变形后期会出现颈缩现象。XRD分析结果表明,在拉伸变形过程中,非晶合金试样会发生晶化,其晶化程度与试样不同部位的局部应变量大小有关,局部变形量较大的区域晶化程度较高,而较高含量纳米晶的存在导致了该区域具有较高的变形速率。

眼镜、放大镜、显微镜及显微术

TH741.8 95021336一种带三维坐标测量的新型万能工具显微镜(108J)=A new type universal tool maker’s microscopewith 3D coordinate measurement[刊,中]/施召贤(上海光学仪器厂)//现代计量测试.—1994,(6).—9—11提出了一种带三维坐标测量的新一代万能工具显微镜的构想。

鞍马的鞍坏三维测力系统研制和应用初探

根据鞍马的结构特点和动作技术分析的要求,研制了鞍环三维测力系统。全系统包括应变式传感器、应变放大器,低通滤波器和信号处理机.研究中对本系统进行了严格的精度和重复性检验,并将回归处理后的修正系数代入最终实时处理程序,以保证原始数据的可靠性。实时处理程序用信号BASIC语言编写。初测进行了24例。实验对象均为健将级和一级运动员。测试内容合并腿全旋和托马斯全旋.通过实测初步发现了不同类型全旋类动作的定量差异。

融合InSAR和GNSS的三维形变监测:利用方差分量估计的改进SISTEM方法

利用干涉合成孔径雷达(interferometric synthetic aperture radar, InSAR)技术可以获取空间连续的地表形变监测结果,但仅能得到真实三维形变在雷达视线方向上的一维投影,降低了地表形变解译的可靠性。全球导航卫星系统(global navigation satellite system, GNSS)可提供高精度的三维形变结果,但其空间分辨率较低。因此可通过融合InSAR和GNSS来实现高精度高空间分辨率的三维地表形变监测。提出利用方差分量估计(variance component estimation, VCE)方法对经典的联合大地和卫星同步形变测量值的应变张量估计(simultaneous and integrated strain tensor estimation from geodetic and satellite deformation measurements,SISTEM)方法进行改进,发挥SISTEM方法可以考虑相邻点地表形变的空间相关性的优势,优化了函数模型中InSAR和GNSS观测的构成比例,引入VCE方法精确估计了各类观测值的后验方差,进而实现了高精度的三维地表形变测量。首先通过设计模拟实验对所提方法进行了验证,然后将该方法应用于2007年夏威夷基拉韦厄火山喷发案例中。相较于SISTEM方法,该方法在东西、南北、垂直向解算的形变精度均有大幅提升。