非对称型假体设计及全膝关节置换后的力学分析

背景:全膝关节置换是治疗膝关节晚期病症的有效手段,但假体衬垫容易因内部应力变化而产生磨损失效,寿命有限且术后患者的活动能力降低。如何对假体进行改进设计来满足患者更多的需求是假体研究的重要方向。目的:基于半月板的形态设计一种非对称型假体,并与对称设计的后稳定型假体进行比较,分析2种假体的应力分布情况和衬垫的接触面积变化,以探究非对称型假体设计是否存在优势。方法:通过有限元方法对1例膝骨关节炎患者进行模拟截骨和假体装配,建立基于非对称型假体及对称设计的后稳定型假体的全膝关节置换术后膝关节模型。在0°,10°,20°,30°的屈膝条件下,探究股骨假体、胫骨假体以及衬垫上的Mises应力,并通过对比衬垫内外侧的接触面积,分析全膝关节置换后膝关节生物力学变化和运动行为的改变。结果与结论:(1)在0°-30°的屈膝过程中,2种假体衬垫上的Mises应力峰值均表现出先减小后增大的趋势,且内侧始终大于外侧。(2)非对称型设计的假体与后稳定型假体相比,应力峰值更低;在屈膝30°时,非对称型假体衬垫内外侧的Mises应力峰值分别为15.81 MPa和11.95 MPa,后稳定型衬垫为16.70 MPa和13.76 MPa,两者内侧差值约为5.33%,而外侧则相差13.15%;对比股骨假体和胫骨假体上的Mises应力峰值,非对称型假体在屈膝过程中始终低于后稳定型假体。(3)在0°站立位时,后稳定型假体衬垫的内侧接触面积为17.96 mm^(2)、外侧为34.10 mm^(2);而非对称型假体衬垫的内外侧接触面积分别为105.47 mm^(2)和107.80 mm^(2),具有更大的接触面积且两侧差距更小。(4)结果表明,非对称型假体的生物力学表现更好,且能够对维持膝关节稳定性、提升关节活动度有所帮助。这种设计能够在一定程度上还原膝关节以内侧髁为轴进行外旋的运动机制,是一种更为有效的膝关节假体选择方案。

基于对称型双谐振电路的LTCC温湿传感器

为了实现高温、恶劣环境下温度和湿度复合参数测量,设计了一种基于对称型双谐振电路的双参数传感器。该传感器采用了一种独特的对称型双谐振电路,可解决多参数间物理性串扰的难题。首先通过高频结构模拟器(HFSS)对传感器电场进行仿真,采用低温共烧陶瓷(LTCC)技术对传感器进行制备,最后搭建温度和湿度平台测试并验证了传感器的可行性。测试结果表明,两个被测参数的谐振频率彼此完全独立、解耦,其中传感器的最高测试温度为500℃,随着温度的升高,温度灵敏度逐渐升高,在25~300℃、300~400℃和400~500℃范围内,温度灵敏度分别约为0.0116、0.0259和0.0493 MHz/℃,湿度灵敏度约为0.043 MHz/%RH,传感器对温度和湿度测量均表现出了良好的敏感特性。

非圆截面及非对称型面高速精密车削关键技术研究

针对非圆截面及非对称型面的高速精密车削加工难题,提出一种基于快速刀具进给伺服系统的该类型面数控车削加工方法。通过分析非圆截面及非对称表面数控车削原理、快速刀具进给伺服机构及其控制方法,并通过车削实验验证了方法的有效性。首先,分析了非圆截面与非对称表面车削的原理、复杂几何形状工件的轮廓数据处理机制和方法,为高速精密车削提供准确的工件描述。其次,快速刀具进给伺服机构是实现高速精密车削的关键,分析了各种快速进给系统优缺点,提出了采用直线电机的快速刀具进给伺服机构,采用自抗扰控制算法控制快速刀具伺服系统。最后,通过试制的实验样机车削实验验证了基于自抗扰控制的快速刀具进给伺服机构及其数控车削系统的技术和方法的可行性。实验结果表明,该技术能够成功地实现非圆截面及非对称型面工件加工,并能够实现较高的尺寸精度和表面质量,满足复杂型面工件的加工需求。

基于NEDC路谱的对称与非对称型永磁同步电机优化设计

用于电动汽车的永磁同步电机不仅需要考虑额定工况的性能,还需要考虑整个路谱下的综合效率。基于此,介绍了一种基于新标欧洲循环测试(NEDC)路谱的非对称V型内嵌式永磁同步电机优化设计方法。将上述非对称电机中永磁体上下两部分的几何参数分别作为独立参数进行参数化建模,然后以NEDC效率和转矩成本比为优化目标,采用遗传算法分别对对称和非对称V型永磁同步电机进行多目标优化。最后,选取帕累托前沿上的最佳设计点进行电磁性能仿真比较。仿真结果表明,与对称结构相比,非对称转子结构由于磁场偏移效应而表现出更强的转矩性能。因此,非对称V型永磁同步电机具有更加优异的电磁性能和更低的制造成本,在电动汽车领域具有广阔的应用前景。

炭基非对称型超级电容器的研究进展

基于碳材料的超级电容器因其高功率密度、快速充放电能力而在电化学储能技术领域发挥着重要的作用,但是较低的能量密度严重限制其发展应用。相较于常规对称型超级电容器,非对称型超级电容器可以充分利用理论工作电压窗口,大幅拓宽工作电压进而提升整体能量密度。本文简单介绍了非对称型超级电容器的优势与分类,以及在电极电位拓宽策略方面的最新研究进展,为未来开发新型超级电容器提供参考方向。

涡旋压缩机非对称型线圆弧齿端修正的研究

当前涡旋压缩机的涡旋齿通常采用圆渐开线的对称型线,存在吸气过热、低绝热效率、难以提高压缩比等问题。针对这些问题采用非对称圆弧齿端修正的设计,解决了对称圆弧修正中的不足,更好地兼顾内容积比和齿端强度。通过理论计算,该设计缩小了两工作腔内容积比之差,减少排气的气流脉动;同时运用CAE仿真分析在气体温度及压力载荷共同作用下,非对称型线设计的涡旋齿端的应力与变形最大值减小。最后实验证实了非对称型线齿端修正能够降低功耗、提升压缩机的性能与可靠性。

非对称型脉冲泵浦产生超连续谱的特性研究

Airy脉冲和Pearcey脉冲等非对称型脉冲具有独特的震荡拖尾结构和复杂的传输特性,因此,本文对非对称脉冲泵浦产生超连续谱的特性进行研究。通过数值模拟研究非对称型脉冲的脉冲参数对超连续谱产生的影响;通过控制变量法,逐步分析由初始脉冲峰值功率和初始啁啾引起的脉冲传播行为变化。结果表明:在相同参数下,Pearcey-Gaussian脉冲展宽效果更好;同时,在反常色散区,正啁啾会有利于超连续谱的产生。此外,进一步考虑了非对称型脉冲特有的两种脉冲参数对超连续谱的影响,发现截断系数小、分布因子小的脉冲产生的超连续谱特性更优。

近岸非对称型台风风场模型

该文针对近岸台风不对称性非常明显的特征 ,建立了基于特征等压线的不对称型气压场和风场模型 ,该模型简便实用。文章还提出了台风模型风场和背景风场合成、单站资料同化的思想和方法 ,既提供台风过程大范围、长时间风场 。

变速器非对称型换挡拨叉耐久鲁棒性优化及换挡性能改善

换挡拨叉两拨叉臂的载荷分配优劣对于变速箱的换挡性能及舒适性有着至关重要的影响。文章根据换挡机构设计要求,建立换挡机构的初始结构模型并开展有限元分析,将有限元计算结果作为拓扑前置输入条件;采用变密度各向同性材料惩罚模型算法对换挡拨叉的初始结构开展拓扑优化分析,获得换挡拨叉的优化设计结构;对换挡拨叉的优化设计结构中不满足实际加工制造要求的部分进行调整,得到换挡拨叉的最终设计结构;对换挡机构的最终设计结构进行工况的数值模拟分析。在换挡机构设计空间受限的情况下,极大地优化了拨叉臂载荷分配并提升了换挡拨叉的强度及耐久寿命,提出了一种提升变速器非对称型换挡拨叉耐久鲁棒性的设计方法。

对称和非对称型摩擦耗能连接的抗震性能与设计方法研究现状

该文综述了对称和非对称型摩擦耗能连接40多年以来的发展历史和研究现状。摩擦耗能连接可用于结构的减震耗能,通过合理设计可实现地震作用下带摩擦耗能连接结构的低损伤,提高结构的韧性。研发滞回性能稳定、重复性好的摩擦耗能连接是相关研究的主要目标之一。该文从微观和宏观两个方面介绍了金属滑移面之间的摩擦磨损机理,从摩擦磨损的角度讨论了不同摩擦片材料对摩擦连接减震性能的影响。描述了螺栓预紧力大小对摩擦连接减震性能的影响,也总结了摩擦连接的抗腐蚀和抗火性能。阐述了摩擦耗能连接在钢结构支撑、梁柱节点和柱脚节点的应用,并介绍了相关节点的设计方法。对此类连接的关键技术进行了总结,并对该技术的后续研究进行了展望。

非对称型漏斗胸微创手术的探讨

目的探讨非对称型漏斗胸的微创手术方法。方法2003年6月至2004年9月住院手术的6例非对称型漏斗胸患儿,按体表和3DCT形态学测量分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ度,分别采用Nuss原法、斜板及不规则型支撑板方法手术,均采用双3点法固定。结果6例患儿全部在胸腔镜辅助下手术,手术时间65～105min,出血量极少,均不需输血。1例患儿术后轻度胸腔积气,第6天完全吸收。随访2～6个月支撑板的位置良好,胸廓饱满、左右对称,矫正效果满意。结论采用新分类和改良技术,非对称型漏斗胸微创手术矫正短期效果满意,长期效果有待观察。

双定子对称型多泵多速马达理论特性分析

在现有的对称型定量泵、定量马达原理基础上,设计出了双定子对称型结构的多泵/多速马达,在一个壳体内1个转子对应2个定子,使多速马达可以独立同步工作;以双定子对称型双作用多速马达为例,阐述了结构和工作原理,定义了符号表示方法,分析了多泵的输出流量特性、多速马达的输出转速和转矩特性,对多泵多速马达不同组合方式下的多速马达转速进行了分析,结果表明,双定子对称型多速马达能够输出多种不同的转速和转矩,这为双定子多泵/多速马达系统在机床设备、行走机械等领域的应用奠定了基础。

非对称型二亚苄基山梨糖醇及其衍生物合成研究

以山梨糖醇与苯甲醛和对甲基苯甲醛组成的混合醛为原料 ,制备非对称型二亚苄基山梨糖醇及其同系衍生物成核剂。在苯甲醛与对甲基苯甲醛掺混比例为 1 /9～ 3 /7时 ,制得的非对称型二亚苄基山梨糖醇成核剂与Me-DBS相比较 ,产物反应收率达到 98%,制品熔点下降 2～ 1 4℃ ,气味减弱 ,加工性能得到改善。添加量为 0 .2 %～ 0 .3 %时 ,制得的透明PP片材 ,透光率在 80 %左右。

葛根素对氧自由基培养的人脐静脉内皮细胞非对称型二甲精氨酸代谢的影响

目的:观察氧自由基(OFR)对体外培养的人脐静脉内皮细胞(HUVECs)产生内源性一氧化氮合酶抑制剂——非对称型二甲基精氨酸(ADMA)的影响及葛根素的干预作用。方法:以黄嘌呤氧化酶作用于次黄嘌呤产生的 OFR 作用于培养的 HUVECs;并加用葛根素进行干预,以高效液相色谱法(HPLC)和经流式细胞仪检测细胞培养液中 ADMA、L-arg 和细胞内游离钙水平,并测定一氧化氮(NO)及内皮素(ET)的含量。结果:OFR 使培养液中 ADMA、ET 含量显著增加,而 NO 水平则降低,并使胞质内[Ca^(2+)]i 浓度升高;加用葛根素后,ADMA 明显减少,NO 合成增加,细胞内[Ca^(2+)]i 显著降低。结论:OFR 能通过增加 ADMA 使NO 合成减少,葛根素能通过减少 ADMA 而抑制 OFR 导致的内皮细胞功能障碍。

非对称型外凸式波节管内的传热和流动特性

针对一种新型的非对称外凸式波节管(ACT)换热元件,基于三维RST模型对其进行了数值模拟研究。通过与传统的对称型外凸式波节管(SCT)分析比较,考察了两者流动及传热特性的区别。为了验证雷诺应力模型(RST)在研究波节管结构时的可靠性,比较了现有波纹壁面中直接数值模拟(DNS)与RST模型在同一条件下的计算结果。通过对比发现,RST模型得出的包括速度场、压力系数等计算结果与DNS所得出的结果基本吻合。随后对外凸型的流动及传热机理进行了深入探讨。结果表明,与传统的SCT相比,ACT提高综合传热性能最多能够提高32.3%。

一种适用于优化分配问题的对称型遗传算法

在把传统的遗传算法应用于优化分配问题时，会出现冲突、空缺和无解等现象．提出的一种对称型遗传算法，能避免这些缺点，等概率地从两父代解中继承优良模式，从而加快收敛，提高效率．经用于ＶＬＳＩ－ＣＡＤ的原理图布图实例中，证实本算法收敛稳定，效果良好．

对称型陶瓷层状复合材料中的残余应力分析

针对由层间约束引起的层内残余应力,提出了用于描述层合材料应力应变状态的非均匀应变模型. 利用非均匀应变模型推导出对称型层合材料由层间约束引起的层内残余应力的解析表达式,得到层内应力和界面应力沿长度方向分布的变化规律.指出轴向残余应力是层间界面剪应力造成的,是位置的函数;论证了由于表层材料受力的非对称性,界面必定存在正应力,且界面正应力须自平衡,界面正应力亦为长度方向上位置的函数 针对Si3N4-Si3N4/TiN-Si3N4三层及多层（2N+1）对称型陶瓷基层状复合材料,研究了残余应力对强界面结合的层合材料宏观力学性能和裂纹扩展行为的影响和作用.结果表明,材料的宏观性能随着残余应力的变化而变化,其变化规律与理论计算的结果吻合.

非对称型电化学超级电容器的研究进展

非对称型电化学超级电容器是一种介于超级电容器和二次电池之间的新型储能元件,它同时具备超级电容器和二次电池的特性,即高的比能量和比功率、良好的快速充放电能力和循环性能。综述了非对称型电化学超级电容器的工作原理和研究进展。

非对称型多速液压马达的差动连接转矩转速

在对非对称型多速液压马达的结构分析的基础上,对该类型马达进行差动连接。通过对内2外3多速马达的差动连接,得出在不同差动连接下液压马达的输出转速和输出转矩的公式,并由此推导出这一类型马达差动连接时转矩转速输出的一般公式。同时分析了马达系数的选取对差动连接的影响,以避免死点和重复现象的出现。得出非对称型多速液压马达相比普通的液压马达有更多方式的差动连接,且受到马达系数的限制。为进一步研究该新型液压马达的差动连接奠定了理论基础。

非轴对称型滤波器在傅里叶变换轮廓术中的应用

本文提出在傅里叶变换轮廓术中的一种新型滤波器 -非轴对称型滤波器 ,其适用于物体表面形貌在频域的分布具有非轴对称性的情形 .