带孔形状记忆合金薄板弹热性能的实验和理论研究

NiTi形状记忆合金因其优异的弹热效应在新兴固态制冷领域具备广阔的应用前景.然而,该类合金较高的相变临界应力使得其弹热效应需要很高的机械载荷来驱动,对固态制冷器件的小型化和大规模应用带来了挑战.文章通过在NiTi形状记忆合金薄板上引入孔洞,揭示了孔洞体积分数、分布形式对薄板弹热性能的影响.结果表明,孔洞造成的应力集中效应能够在显著降低薄板相变驱动力的同时,有效增加薄板的整体制冷温度和吸热量.薄板在变形过程中的整体力-位移响应和温度演化强烈依赖于孔洞体积分数,孔洞分布形式仅仅影响薄板的局部应力-应变-温度场,而对整体的热-力响应影响较小.进一步地,基于应力对数客观率,在不可逆热力学框架下建立了形状记忆合金有限变形热-力耦合本构模型,并完成了模型的有限元移植.通过与实验结果的对比发现,提出的本构模型能够很好地预测孔洞对NiTi形状记忆合金薄板变形行为和弹热性能的影响,从而为该类合金带孔薄板的设计提供理论工具.

带孔扰流片核废液浓缩器强化换热数值研究

为提高核废液浓缩器的换热性能,并研究带孔扰流片螺旋板式换热器在核废液浓缩中的应用。文章采用周期流模型进行数值模拟,分析了不同带孔扰流片结构参数对换热器流动阻力和换热性能的影响。结果表明:增加扰流片长度或减小间距会增强流道内的传热性能,带孔扰流片强化传热综合性能受扰流片长度变化的影响较小,扰流片间距对综合性能影响大;大孔结构会减小压降和换热系数,但综合换热性能更高。在片长60 mm、间距为100 mm、开孔直径13 mm的条件下,Re值为33238时综合性能评价系数达最大值E=0.89,Re大于49858时未开孔扰流片的综合性能更好。

基于改进ResNet的带孔蛋胚裂纹检测方法

将病毒注入蛋胚培养疫苗时,针头冲击使注射孔周围产生裂纹导致培养失败。为解决目前人工手持照蛋器在暗室通过肉眼检测蛋胚裂纹效率低、误判率高这一问题,提出一种结合多光谱通道注意(MSCA)机制与并行堆叠拓扑(PST)模块的带孔蛋胚裂纹检测方法。首先搭建带孔蛋胚裂纹检测黑箱,采集病毒注射后带孔蛋胚的线形、网状、星形裂纹和带孔完好蛋胚图像并建立数据集;接着以ResNet-50为骨干模型,将其后4层的第一个残差模块替换为PST模块,以增加模型初期图像表达能力;最后在每个PST模块与残差模块后引入MSCA机制,MSCA机制通过二维离散余弦变换(2DDCT)压缩数据得到各通道频率分量,采用神经结构搜索(NAS)方式得到最佳频率分量,即对权重重新分配,增加裂纹特征权重比例,以确保模型快速、精准识别带孔蛋胚裂纹。结果表明,改进的网络模型对带孔蛋胚裂纹检测时间为0.42 s/枚,检测精度为96.43%,检测效率高于人工作业。与原始ResNet-50相比,检测精度提高3.66%,优于其他经典卷积网络模型,改进模型可用于疫苗培育前带孔蛋胚裂纹自动检测。

钢丝环扎结合带孔钛针钛缆张力带治疗髌骨骨折

目的 探讨钢丝环扎结合带孔钛针钛缆张力带治疗髌骨骨折的疗效。方法 采用钢丝环扎结合带孔钛针钛缆张力带治疗27例髌骨骨折患者。记录骨折愈合及并发症发生情况,采用Bostman评分标准评价疗效。结果 患者均获得随访,时间12~15个月。切口均一期愈合,无切口感染、钢丝断裂、钛针松动移位、创伤性关节炎等情况发生。骨折均愈合,时间3~4个月。术后6个月按照Bostman评分标准评价疗效:优20例,良6例,差1例,优良率26/27。结论 钢丝环扎结合带孔钛针钛缆张力带治疗髌骨骨折并发症少,患者可早期功能锻炼,膝关节功能恢复好,疗效确切。

Ti2AlNb整体机匣带孔元件弹塑性破坏行为研究

利用有限元分析方法研究了Ti2AlNb整体机匣带孔元件弹塑性破坏行为。基于Ramberg-Osgood模型以机匣圆孔半径和圆孔倒角为变量设计了2类元件。对2类元件进行逐步加载获得其加载-位移曲线,分析了元件加载特性与极限载荷,发现孔径的大小和倒角尺寸对元件的极限承载能力均有影响。另外,通过分析不同孔径圆孔附近应力状态,获得了带孔机匣的局部应力三轴度与等效塑性变形演变规律,应力三轴度随孔径增加而增大,破断应变减小,而随着倒角尺寸的增加,应力三轴度减小,破断应变增大。

基于适航符合性的带孔复合材料板力学性能研究

为验证某型号新能源电动飞机机翼带孔蒙皮拉伸载荷承载能力是否满足CCAR-23-R3适航符合性要求,制备了6组上、下面板的、铺层均为[±45/(0,90)]s的带孔复合材料泡沫夹芯板(W-3021 FF/H60)试验件,通过试验测得室温与湿热环境下试验件的极限破坏载荷和破坏载荷时的变形位移,对所测数据进行对比分析,探讨湿热环境对带孔复合材料泡沫夹芯板的强度影响。结果表明:两种环境下的位移载荷曲线均为线性变化,未发生塑性变形;湿热环境下的极限破坏载荷与常温下基本保持一致,但湿热环境下的破坏位移较常温下变大;在湿热环境下试样的环境影响系数为1.007,衰减系数为0.99。因此,该带孔复合材料板在不同环境下仍具备良好的拉伸力学性能。

单根带孔引流管联合负压吸引在深部感染及骨髓炎治疗中的应用效果

目的:分析单根带孔引流管联合负压吸引在深部感染及骨髓炎治疗中的应用效果。方法:选取2022年1—12月重庆市彭水县人民医院收治的80例深部感染及骨髓炎患者作为研究对象,按照随机数表法将其分为A组与B组,各40例。A组采用双管对口引流方式治疗,B组采用单根带孔引流管联合负压吸引方式治疗,对比两组伤口愈合时间、引流次数、堵管解决难易度评分、感染复发率、治疗总费用、患者满意度。结果:B组伤口愈合时间短于A组,引流次数少于A组,堵管解决难易度评分、治疗总费用、感染复发率低于A组,总满意度高于A组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论:单根带孔引流管联合负压吸引在深部感染及骨髓炎治疗中的应用效果显著,不仅能减少患者引流次数,降低堵管难度,还能加快感染伤口愈合,降低感染复发率及减少治疗费用,从而提升患者满意度。

火箭尾喷流对带孔平板冲击流场的数值模拟

采用计算流体力学方法 ,从雷诺平均二维非定常轴对称 N-S方程出发 ,选用 Mac Cormack有限差分格式 ,对火箭喷流进行了数值模拟 ,计算结果和实验数据吻合较好。在此基础上 ,数值模拟了火箭发射时与带孔平板形成的冲击流场 。

带孔网板数字化多点成形过程中拉裂缺陷的有限元分析

采用动态显式有限元软件建立多点成形拉延有限元模型,对不同厚度的带孔网板和无孔板多点拉延成形进行数值模拟。利用成形极限图判断板料成形过程中是否被拉裂。模拟结果表明,在相同的成形条件下,带孔网板拉延成形时容易发生拉裂缺陷。分析带孔网板成形时容易被拉裂的原因,得到无孔板和带孔网板拉延成形时拉裂临界。对在基本体和网板之间放置弹性介质和钢质垫板的成形方式进行数值模拟和试验验证,结果表明带孔网板成形效果很好,而且模拟结果和试验结果吻合良好。

基于面片删减的带孔结构等几何形状优化方法

等几何分析方法采用非均匀有理B样条(Nonuniform rational B-spline,NURBS)基函数作为待分析物理场的插值函数,使得等几何形状优化中的设计模型、分析模型和优化模型能够用NURBS统一进行表达,避免了模型转换过程。拓扑复杂结构的等几何形状优化常采用多块面片拼接方法进行建模,然而面片拼接方法需要将结构划分成多个适用于分析的完整面片,不便于建立带孔结构尤其是多孔结构模型。为此,提出一种基于面片删减的带孔结构等几何形状优化设计方法,依据带孔结构内外边界构造建模所使用的面片,并且给出灵敏度的解析计算方法。以经典转矩臂带孔结构为优化算例,表明本方法不仅建模直观,而且优化设计变量选择也十分便利。

碳纤维复合材料修补带孔铝合金板的强度性能

研究了不同的复合材料补片、不同的胶粘剂、不同的表面处理方式、不同的修补粘接长度 ,对带孔铝合金板的修补拉伸强度的影响 ,探讨了带损伤的常用航空铝材。采用复合材料技术修复后 。

轴对称带孔板拉深-翻孔复合变形的实验研究

文章就轴对称带孔板拉深成形工艺参数,对成形载荷及变形趋向影响规律进行实验研究。分析预冲孔尺寸、凸模行程对变形趋向的影响,以及两者与成形载荷的关系。该研究结果可为冲压加工中先冲孔后拉深、修孔工序设计及利用冲制工艺孔释放难成形部位应力,提高变形程度的工艺措施提供依据。

空爆载荷作用下带孔加筋板架破坏模式研究

针对带孔加筋板架在爆炸冲击波作用下的破坏模式进行模型试验,分析带孔加筋板架的破坏模式,认为板架结构中由于前驱爆炸破片作用产生的小型穿孔对板架的抗爆能力影响不大,板架构件与板连接处变形不协调引起的弯曲应力及该部位的应力集中是导致板架破坏的主要原因。通过试验和数值计算研究比较不同穿孔尺寸对板架抗毁伤能力的影响,数值计算结果与试验结果吻合较好。

基于扩展等几何分析和混沌离子运动算法的带孔结构形状优化设计

为了解决带孔结构形状优化问题,提出了一种将扩展等几何分析方法和混沌离子运动算法相结合的优化求解模式。针对带孔结构的力学计算,采用扩展等几何分析方法,以几何体外轮廓划分背景网格,利用非均匀有理B样条描述带孔边界,其中在劲度矩阵组装过程中,孔内区域不做积分。另外,为获得高精度的积分计算,与孔边界相关的单元采用自适应四叉树细化规则。在优化模型中,以描述结构形状的控制点作为设计变量,以结构质量最小作为优化目标;利用离子运动优化算法代替传统的敏感性移动渐进法对优化模型进行求解。带孔无限平板算例的扩展等几何分析计算结果和转矩臂结构优化算例的计算结果证明了本文方法的有效性。

基于有限元仿真的带孔板超声波喷丸成形工艺

为探究飞机壁板带孔部位在喷丸成形时产生的孔区异形,应力集中等问题,文中利用有限元方法对2024铝合金带孔板喷丸后孔区域变形情况进行研究,分析了喷丸区域离孔的距离(孔边距L)对孔变形程度的影响;讨论了板料厚度,喷丸速度,喷丸覆盖率等喷丸工艺参数对带孔板孔变形程度的影响规律;绘制了孔异形程度B<1%和B<2%两种情况下不同喷丸参数时应采取的最小孔边距曲线。结果表明:孔边距过小时(0≤L<1mm)孔异性程度最大,应力集中明显;板料厚度可以有效的减小孔异形程度,板厚大于6mm时孔异形程度基本小于1%;当孔异形程度一定时,喷丸速度和喷丸覆盖率越大,就需采用更大的孔边距,覆盖率F>140%时,孔边距需增加到17mm以上才能使孔异形程度降低到1%以下。

带孔刚性壁对水下爆炸气泡特性影响研究

基于Autodyn对近带孔刚性壁气泡脉动及水射流现象进行模拟,将气泡运动分为破孔射流击穿气泡和壁面射流击穿气泡两种情况,分析破孔半径、爆距、装药量对气泡运动特性的影响.针对气泡的射流速度、压力、脉动周期、中心位移等参数进行分析,发现减小破孔半径对于破孔射流起增益作用,增大爆距对壁面射流起减益作用,并与近无孔刚性壁气泡及水射流特性进行对比,发现同种工况下带孔刚性壁壁面射流压力、速度峰值及气泡脉动周期均小于无孔刚性壁情况.

带孔薄板孔边应力集中系数的改进算法

应力集中的问题在带孔薄板中的表现极为普遍,应用工程中普遍运用的有限元法来分析带孔薄板孔边的应力集中问题。通过ANSYS软件仿真计算,得出固定板块的系列应力值,并且通过计算得出系列应力集中系数。运用最小二乘拟合方法对数据加以处理,获得了应力集中系数在特定范围内的拟合公式。通过系列实验曲线和经验公式进行比较分析,结果显示经拟合公式算出的误差较汉伍德经验公式小。该改进算法在计算孔边应力集中系数时具有工程应用的合理性。

带孔板条在轴向冲击载荷下的动态应力集中研究

采用弹性静力学的基本解,对弹性动力学方程进行加权处理,导出了计算动力学问题的边界元法公式,并编制了线性边界元程序;介绍了动力问题的电测实验方法.用边界元法和电测实验方法对冲击载荷作用下的带孔板条进行了动应力分析,两者结果符合得很好.然后用边界元法求得了不同材料,不同孔径的板条在几种轴向冲击载荷下的动应力特征,包括最大动应力、动应力集中系数等,并与静态特征进行了比较,由此得出了一些规律性的结论,可供工程参考应用.

带孔钢针辅助引线经皮治疗新鲜闭合性跟腱断裂

跟腱是临床常见的肌腱断裂部位之一，近年来闭合性跟腱断裂的发生率逐渐增高，多见于青壮年体育运动爱好者及体力劳动者。急性跟腱断裂治疗方法多样，而急性跟腱断裂手术治疗已成为目前临床基本共识。传统开放性手术修复跟腱断裂，对于跟腱及其周围组织血供破坏大，术后跟腱再断裂、皮肤坏死、感染等并发症高。随着经皮修复跟腱断裂的开创，微创修复跟腱断裂技术在不断发展，如卵圆钳引线小切口缝合、微创带线铆钉修复、跟腱龙辅助修复跟腱术等。

带孔板仿生孔形状的强度设计

树木节疤的多年优化结构具有合理的机械强度.研究了仿树木节疤结构形状,设计了带孔板的孔形参数,并进行了Mises应力场分析.结果表明,在单向均布载荷作用下,椭圆参数大于2的椭圆孔的机械强度最优;在双向不同或相同应力水平的均布应力作用下,当双向应力比为0.5～2.0时,圆形孔板的机械强度最优.