基于数值仿真的全表面轮毂弯曲疲劳试验及疲劳寿命分析

目的 预测钢制全表面轮毂易产生疲劳破坏的危险区域,并分析其弯曲疲劳寿命。方法 针对全表面轮毂的弯曲疲劳试验工况,建立有限元分析模型,综合考虑螺栓拧紧方式、螺栓预紧力以及材料非线性特征的影响,通过在加载轴末端建立局部坐标系,实现载荷的分解,并最终实现弯矩的动态加载。在此基础上,进行轮毂的受力分析,然后构造适用于轮毂的应力寿命曲线,并使用名义应力法进行疲劳寿命预测。结果 动态弯矩的加载方向变化会显著影响轮辐表面的应力分布特点,螺栓预紧力施加后,螺栓孔附近区域的应力显著增大,在计算中应考虑其影响。在获得各节点载荷历程后,以高应力幅和平均应力为标准,筛选出了轮毂的危险节点。结论 基于数值仿真的本型全表面轮毂弯曲疲劳试验,危险节点位置均位于轮辐通风孔的内圆角附近区域,可有针对性地对该区域进行相应的优化设计,以进一步提高轮毂的弯曲疲劳寿命。分析得到当前轮辋弯曲疲劳寿命约7.6万次,符合国家标准的要求。

土工三轴试验试样全表面变形测量的实现

应用基于亚像素角点识别的计算机图像处理技术,提出并实现了一种土工三轴试验试样全表面变形观测的图像测量方法。通过一台CMOS摄像机,借助放置于改制压力室中的平面反光镜,实现了对试样全表面变形的实时测量。在此基础上,对原始数据进行了畸变修正及像素当量归一化,并通过引入相邻时间间隔每个计算邻域内试样等向膨胀的计算假定,求得了试样全表面变形场。最后,以饱和砂土三轴排水剪切试验为例,探讨了全表面变形场在分析试样局部化变形中的应用。

钢球全表面展开机构模型建立及其运动分析

针对镜面钢球缺陷检测装置中的球体全表面展开问题,建立展开机构接触模型并对球体运动进行分析,证明展开机构结构合理可行。首先由坐标变换建立数学模型,基于Matlab对模型空间接触位置进行计算,将展开运动合理简化,得到钢球和展开轮之间转动的同步关系;其次,对展开运动过程进行等效变换,寻找传动过程中能使钢球稳定展开的最优参数关系;最后,依据迭代法对球面上点的运动轨迹进行数值仿真,获得其具体规律为偏角固定的螺旋线。最终结果表明展开机构能够实现球体的全表面展开。

土工三轴试验试样全表面变形数字图像测量系统的精度分析

针对已研发的土工三轴试验试样全表面变形数字图像测量系统,从系统误差和随机误差两方面分析各可能的误差来源,并从系统误差修正和试验环境改善两方面着手消除或减小误差。以具代表性的饱和无黏性土三轴排水剪切试验为例,通过由图像测量系统所测得的试样变形结果与传统手段观测结果的对比,讨论图像测量系统用于三轴试验的合理性。进一步给出一种应变测量精度检定方法:以静态应变测试仪所测得的试样应变为"真值",将图像测量系统所测得的应变值与应变"真值"作比较,通过大量试验数据,统计出本图像测量系统的误差,进而给定了图像测量系统的实际测量精度为4×10-5。同时还比较体积应变的测量结果。

基于机器视觉技术的红枣全表面信息无损分拣系统研究与实现

设计了基于机器视觉技术相配套的红枣全表面信息无损分拣系统,整机由红枣自动喂料机构、红枣排序机构、输送及调整机构、分级执行机构、检测及控制部分组成。该系统利用镜面反射原理设计的红枣表面信息采集机构,能同时采集红枣正面、两侧面和底部图像,完成红枣全表面信息的获取,解决了以往分拣系统无法在高速运输状态下在线呈现红枣全表面信息的难点。基于视觉的无损分级软件将实时处理采集到的图像,分析与获取红枣的果形大小、表面质量、纹理等表面信息,并采用信息融合技术进行判别分级。试验结果表明,本系统分级速度快,分级准确率达到90%以上,可较好满足红枣自动化快速检测分级生产要求。

木材横纹全表面受压性能试验研究

为了进一步研究木材横纹全表面受压力学性能,选用了5种木材进行横纹径向、弦向及斜向全表面受压测试,采用了自制的力传感器,实现数据自动记录。结果表明:木材横纹全表面径向和斜向受压以压缩破坏为主,弦向受压分层理屈曲破坏和压缩破坏2种形式;木材横纹径向和斜向全表面受压力-位移曲线为三段式,弦向由于木材破坏形式的差异,出现非三段式力-位移曲线;木材横纹全表面抗压强度与密度存在显著的二次多项式回归关系,并拟合得到木材横纹全表面抗压强度与密度关系表达式。

全表面车轮径向疲劳试验的数值仿真及疲劳寿命分析

为对钢制全表面车轮的径向疲劳寿命进行预测,本文中针对全表面车轮的径向疲劳试验工况建立了有限元分析模型,考虑了轮胎的试验气压对车轮的影响,且使试验中径向载荷的施加过程尽可能接近真实工况。加载变化的径向载荷后得到危险区域的位置并得到车轮危险节点的载荷历程,预测车轮在径向疲劳试验时的疲劳寿命。在国内率先使用ANSYS Workbench分析平台对车轮进行径向疲劳分析,为车轮的径向疲劳分析提供了一种快捷且可靠的分析方法。

激光靶丸全表面检测与功率谱特征评价

本工作基于靶丸全球面测量的经纬迹线法,应用由原子力显微镜、精密回转气浮轴系及辅助转位轴系等组成的靶丸表面形貌测量系统,对直径0.34 mm的空心塑料靶丸表面进行了测量实验。实验选择了圆周9条经圆(间隔20°),每个经圆方向上纬圆间隔10μm,最大偏移20μm的方案,获取了靶丸全球面的经纬测量迹线,并对测量结果进行了模数-功率谱特征曲线和表面均方根粗糙度的分析。

柑橘全表面色泽在线检测与分级系统

目的:实现柑橘色泽快速、准确分选。方法:建立了一种基于机器视觉的柑橘在线色泽检测与分级系统,系统由上料单元、链式输送机构、图像采集系统和分果单元组成。利用工业相机配合翻滚机构均匀拍摄50~60帧运动中的柑橘图像,获取柑橘完整表面信息。无损检测软件对实时获取的每一帧图像进行预处理,得到二维着色比值,对该比值进行动态跟踪存储,取二维着色比值的算术平均值以降低重复区域对柑橘表面着色率计算的影响,最后对计算的着色率进行判别分级。结果:在6个/s的分级速度下,系统计算的柑橘色泽占比最大误差为5%,分级准确率为90.54%。结论:该系统能够满足柑橘色泽快速、准确的分选需求。

双螺旋式哈密瓜全表面无水清洗装置设计研究

为了提高哈密瓜检测效果,设计制造了一种新型的双螺旋式哈密瓜全表面无水清洗装置,该装置实现了哈密瓜全表面无水清洗,为哈密瓜的检测分级提供了前提条件。通过正交试验及数据分析,螺距130 mm、毛刷刷毛直径0.4 mm、倾斜度2.6°、轴心距250 mm时,为较优组合。本文所设计的双螺旋式哈密瓜全表面无水清洗装置具有结构简单、试验时功能全面、操作调整方便等特点,能够较好地适应哈密瓜分级检测前的清洗环节,具有一定的推广价值和创新性。

城市地表温度遥感:从方向温度、全表面温度到三维表面温度

城市地表温度是城市下垫面能量收支和局地气候变化的重要参数,较大范围的城市地表温度一般通过遥感技术手段获取。城市地表显著的三维结构,使其具有较强的热辐射方向性。热红外遥感通常可以提供传感器在特定方向视场中所有组分表面的平均温度(即方向温度),方向温度随传感器观测角度变化,且与城市表面温度的真实分布状况存在差异。为更好地表征城市下垫面与大气的能量交换,已有研究常采用“全表面温度”代表城市表面温度特征。目前,“全表面温度”仅在描述城市表面温度的平均状况方面有所突破,但无法体现城市表面温度的高时空分辨率特征,不能满足精细城市热环境评估的需求。本文梳理了城市地表温度从“方向温度”(二维)到“全表面温度”(2.5维)再到“三维表面温度”(三维)的发展脉络;概括了目前利用遥感方向观测获取城市地表不同维度温度的进展;厘清了不同维度城市地表温度的差异及其相互关系;阐述了不同维度城市地表温度的应用。在总结存在的问题的基础上,指出了城市地表温度遥感的未来发展趋势:(1)面向应用的城市三维表面温度定义;(2)面向城市三维表面温度重建的立体化观测;(3)三维表面温度产品与城市气候模型的耦合。

全金属超表面在电磁波相位调控中的应用及进展

全金属超表面是由亚波长金属单元所组成的结构阵列,其在调控电磁波相位方面展现出了效率高、带宽大等特点,并且相较于金属-介质混合型超表面,全金属超表面具有优良的热学和机械性能,如耐高温、强度大、延展性好等,这使得其可以应用于高温高压等极端复杂环境中。本文对近年来全金属超表面取得的研究进展进行了简要的归纳总结,主要介绍了其在构建高效、多功能平面光学器件以及多频谱电磁隐身中的应用,并对其未来的发展方向进行了展望。

动荷载作用下三轴试样的体积与全表面变形测量方法

三轴试验过程中的体积和全表面变形对研究岩土体在动、静荷载下的力学特性具有非常重要的意义。提出一个基于动态照片的多相机、多光学介质摄影测量方法来测量动荷载条件下三轴试样的体积和全表面变形。该方法通过多个相机在不同角度同时拍摄视频来获取体积和变形测量所需的同步动态照片,结合基于动态照片的相机校核结果以及多光学介质摄影测量方法可分析获得动荷载下三轴试样的体积与变形场。基于一个由6台单反相机组成的视频拍摄系统,开展一个标准钢柱和2个非饱和粉土的三轴试验来验证所提出方法的可行性以及评价其体积测量精度和全表面变形测量能力。钢柱试验结果表明该方法能够基于动态照片实现三轴试样体积的精确测量;非饱和粉土的试验结果表明该方法可以实现连续测量动荷载条件下三轴试样的体积和全表面变形。所提出的方法克服了传统动载三轴试验变形测量结果单一的局限性,将多相机、多光学介质摄影测量方法的应用从静载三轴试验推广到了动载条件;连续的体积、全表面变形测量能力为全面、深入研究土体动力特性提供了有力支持。

全膝关节表面置换术经典切口与改良切口术后切口外侧皮肤麻木的临床研究

目的通过比较两种不同手术切口对全膝关节表面置换术(TKA)术后外侧皮肤麻木的影响,为减少TKA术后切口外侧皮肤麻木提供参考,同时对麻木产生的原因做出诊断。方法选取2021年1月至2021年9月于河北大学附属医院行初次膝关节置换术患者105名,随机分为A、B两组,采用不同手术切口,测量患者术后2周、1月、3月、6月、1年的皮肤麻木面积及麻木发生率,比较两种手术切口术后膝关节切口外侧皮肤麻木的差异。结果改良手术切口术后皮肤麻木发生率小于经典手术切口,具有统计学意义(P<0.05);改良手术切口术后皮肤麻木面积小于经典手术切口(P<0.001);随时间变化,麻木面积总体呈现递减趋势,部分患者切口外侧麻木可完全恢复。结论改良手术切口较经典手术切口术后切口外侧麻木发生率更小;改良手术切口较经典手术切口对于减少膝关节表面置换术后皮肤麻木发生率及麻木面积有积极的意义;TKA术后切口外侧皮肤麻木可诊断为隐神经髌下支损伤。

全预混表面式燃烧器掺混结构实验研究

天然气全预混表面式燃烧器具有燃烧效率高、氮氧化物排放低的优势,因此,近年来全预混表面式燃烧器在小型天然气锅炉中得到了广泛的应用。天然气和空气掺混结构性能是决定全预混表面式燃烧器性能的关键因素,本文对采用文丘里和旋流叶片组合形式掺混结构的全预混表面式燃烧器进行了试验研究,获得了不同负荷下3种方案掺混结构的燃烧器氮氧化物排放特性,为全预混表面式燃烧器掺混结构的设计和优化提供了试验数据支撑。

PBL教学法在骨科人工全髋关节表面置换术后护理实习临床教学中的应用

目的:探究在骨科人工全髋关节表面置换手术后的护理实习临床带教中开展以问题为基础教学法(PBL)的作用。方法:选择在本院骨科实施临床实习的70例实习生为研究主体,2019年12月研究开始,并于2020年12月完成。依据随机抽签法将所有实习生划分成(35例)常规组以及(35例)实验组,予以常规组实习生传统教学模式,予以实验组实习生PBL教学法。对比每组实习生教学前后实践成绩、理论成绩、批判思维能力量表(CTDI-CV)得分。结果:教学后实验组实习生实践成绩以及理论成绩均高于常规组(P<0.05)。教学后实验组实习生系统化能力、自信心、成熟度、求知欲、分析能力、寻找真相以及开放思想得分均高于常规组(P<0.05)。结论:在骨科人工全髋关节表面置换手术后的护理实习临床教学中开展PBL教学法,能够提高实习生对知识的掌握程度,培养其批判性思维能力。

独活寄生汤加减辅助全膝关节表面置换术治疗膝骨关节炎临床研究

目的:观察独活寄生汤加减辅助全膝关节表面置换术治疗膝骨关节炎的临床疗效。方法:选取88例膝骨关节炎患者,按随机数字表法分为对照组和观察组各44例。2组均行全膝关节表面置换术,术后对照组接受常规治疗,观察组在对照组基础上联用独活寄生汤加减治疗,连续治疗8周。评价2组临床疗效,比较2组治疗前后膝关节功能、骨代谢指标及炎症因子水平。结果:观察组总有效率为90.91%,高于对照组70.45%(P<0.05)。与治疗前比较,治疗后2组西安大略和麦克马斯特大学骨关节炎指数(WOMAC)各维度评分均明显下降(P<0.05);治疗后,观察组WOMAC各维度评分均低于对照组(P<0.05)。与治疗前比较,治疗后2组白细胞介素-1 (IL-1)、肿瘤坏死因子-α (TNF-α)、基质金属蛋白酶-3 (MMP-3)水平均明显下降(P<0.05);治疗后,观察组血清IL-1、TNF-α、MMP-3水平均低于对照组(P<0.05)。治疗后,2组骨特异性碱性磷酸酶(BALP)、骨钙素(BGP)水平较治疗前升高,抗酒石酸盐酸性磷酸酶异构体(TRACP-5b)水平较治疗前降低(P<0.05);且观察组BALP、BGP水平高于对照组,TRACP-5b水平低于对照组(P<0.05)。结论:独活寄生汤加减联合全膝关节表面置换术能够有效缓解膝骨关节炎患者的临床症状,降低机体炎症反应,提高骨代谢功能。

基于瞬态液晶全表面测量技术的圆柱形孔气膜冷却特性研究

采用瞬态液晶测量技术测量了圆柱形孔的冷却特性分布,研究了动量比的影响.结果表明:大动量比下,射流脱离壁面后重新贴回壁面,冷却效率沿流向率逐渐升高,且下游孔间区域的冷却效率较高;小动量比的冷却效率分布规律与此相反.动量比越大,换热增强效果越显著;在上游区域,大动量比射流诱导出的回流涡形成了一个局部强换热区;在下游区域,各个动量比的传热系数比分布比较相似,两孔中间区域的换热强于孔中心线附近区域.

微型摄像机辅助复盘教学法在手术室护士配合全膝关节表面置换术培训中的应用效果

目的 探讨微型摄像机辅助复盘教学法在手术室护士配合全膝关节表面置换手术培训中的应用效果。方法 选取2020年轮转骨科组的45名护士作为对照组,选取2021年轮转骨科组的45名护士作为观察组。由同样的老师对两组进行全膝关节表面置换手术配合复盘培训,对照组采用常规复盘教学法;观察组采用微型摄像机辅助复盘教学法,护士头戴微型摄像机,以第一视角记录全过程,老师根据影像资料进行相同内容培训。采用相同的考核方式和内容进行考核,并分别用手术医生满意度调查表和护士培训满意度调查表进行调查。结果 应用微型摄像机辅助复盘教学法进行全膝关节表面置换手术配合培训后,观察组护士临床实训考核成绩高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。培训后医生对观察组护士的满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。观察组护士对培训的满意度高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论 在手术室护士配合全膝关节表面置换手术培训中实施微型摄像机辅助下复盘教学法可提高手术室护士临床实训的成绩、医生对其配合的满意度以及手术室护士对全膝关节表面置换手术培训的满意度。

个案管理模式对人工全膝关节表面置换术后患者疼痛程度及功能康复的影响

目的探讨个案管理模式在人工全膝关节表面置换术(TKA)后患者中的应用效果.方法选择2021年7月—2022年5月我院收治的125例TKA术后患者为研究对象,按随机数字表法分为两组.对照组(n=62)采用常规干预,观察组(n=63)在对照组基础上联合个案管理模式.两组均干预3个月.对比两组疼痛程度、膝关节功能、运动功能及护理满意度.结果观察组术后3个月疼痛视觉模拟评分为(0.78±0.14)分,低于对照组的(1.55±0.22)分,差异有统计学意义(P<0.05).观察组术后3个月美国纽约特种外科医院评分为(88.18±6.02)分,高于对照组的(70.17±5.46)分,6 min步行试验距离为(457.85±42.15)m,长于对照组的(422.17±40.26)m,组间差异有统计学意义(P<0.05).观察组护理满意度96.83%高于对照组的85.48%,差异有统计学意义(P<0.05).结论个案管理模式在TKA术后患者中具有较好的应用效果,有利于减轻其疼痛程度,促进膝关节功能恢复,提升运动功能与护理满意度.