新型空心内管换热器

介绍了一种新型空心内管换热器。该换热器的核心结构就是在管壳式换热器换热管束中的每个换热管内,各内置1根封闭的空心内管,在该内管外固定有小螺旋导流叶片,并将内管的一端或两端固定于管板或壳体上。该结构可以改善管内循环状态,提高换热强度。具有该结构形式的换热器,同时具备管壳式换热器结构强度高和板式换热器换热系数高的优点,是综合性能较为优越的换热器形式。

股骨颈骨折空心钉内固定后股骨近端骨质疏松的有限元分析

背景:股骨颈骨折空心钉内固定术后由于患肢短期内常常不能负重,且高刚度的内植物对骨折断端存在应力遮挡效应,易导致患肢出现骨质疏松,股骨近端生物力学分布发生变化,术后股骨头坏死发病率较高,目前关于股骨颈骨折术后股骨近端骨质疏松对股骨近端及空心钉生物力学影响的研究较少。目的:通过有限元分析探讨股骨颈骨折术后发生骨质疏松对空心钉内固定治疗的生物力学影响,探究生物力学因素在股骨头坏死进程中的作用。方法:获取1例股骨颈骨折患者股骨CT扫描数据,利用Mimics 19.0、3-Matic、UG 11.0、Hypermesh 14.0、Abaqus软件建立空心钉治疗股骨颈骨折的股骨近端模型,利用Abaqus软件分析1种术后股骨近端无骨质疏松、3种术后股骨近端骨质疏松的有限元模型,测量分析4种模型不同部件的应力、接触压力、位移峰值及云图,对比分析股骨头内部应力变化及分布情况。结果与结论:股骨头及下前空心钉的应力、接触压力随骨质疏松程度变化较大,4种模型的位移峰值随着骨质疏松程度加重而缓慢增长。通过单因素方差分析,结果显示骨质疏松程度对不同部件的应力、接触压力、位移峰值无显著性影响,股骨头内部应力分布随骨质疏松发生相应变化,股骨近端的生物力学环境变化对股骨头坏死有着重要影响。

空心弹高速入水机理及特性数值模拟研究

为分析空心弹高速入水的机理及其特性,基于雷诺时均Navier-Stokes方程、VOF(volume of fluid)多相流模型、Realizable k-ε湍流模型,引入Schnerr-Sauer空化模型和重叠网格技术对空心弹高速入水进行数值模拟研究,获得了通孔孔径和头部形状对空心弹的空化特性、空泡形态和入水运动特性的影响规律。研究显示数值计算的空泡形态和入水速度、位移曲线与实验结果吻合较好,验证了数值模拟方法的可行性。结果表明:当通孔孔径不同时,通孔孔径越大,空化现象越明显,通孔射流越长,但对空泡半径的影响不大;通孔孔径越小,空泡闭合时间越早,与水面碰撞产生的阻力系数峰值越高,空心弹入水稳定后其阻力系数也越大;无量纲直径在0.575~0.600之间时,空心弹的运动最为稳定。当头部锥角不同时,头部锥角越大,空泡直径越大,空化现象出现得越晚,但空化生成的速度更快;随着头部锥角的增大,阻力系数变大,空心弹的速度衰减变快,相同时间运动的距离较短;头部锥角越大,俯仰角的变化越小,空心弹的运动越稳定。

带线锚钉+空心钉内固定治疗髌骨骨折的疗效

目的探讨带线锚钉+空心钉内固定治疗髌骨骨折的疗效。方法将60例髌骨骨折患者按照内固定方式不同分为观察组(采用带线锚钉+空心钉内固定治疗,30例)和对照组(采用克氏针张力带+钢丝捆扎内固定治疗,30例)。记录两组手术时间、骨折愈合情况、术后并发症发生率。采用Lysholm评分评价膝关节功能。结果患者均获得随访,观察组随访时间12~36(17.47±6.17)个月,对照组随访时间12~30(17.70±4.06)个月。手术时间观察组短于对照组(P<0.01)。两组骨痂形成时间2~3个月,骨折愈合时间4~6个月。术后并发症发生率观察组低于对照组(P<0.05)。末次随访时Lysholm评分评价的膝关节功能优良率两组比较差异无统计学意义(P>0.05)。结论带线锚钉+空心钉内固定治疗髌骨骨折能有效缩短手术时间、降低手术难度、减少术后并发症的发生,而且内固定稳定、牢靠,患者术后膝关节功能恢复良好。

C70600白铜空心锭立式连铸工艺参数对凝固过程的影响

为了获得Ф260×Ф80 C70600白铜空心锭立式连铸合理的工艺参数,通过数值模拟定量分析了各种工艺参数对温度场和应力场的影响。结果表明:浇铸温度每提高20℃,液穴深度增加10 mm;拉坯速度每提高10 mm/min,液穴深度增加20 mm;液穴深度随着石墨芯管冷却强度的增大而减小。基于正交试验和方差分析发现,F_(A)>F_(0.01)(3,3),F_(B)>F_(D)>F_(0.1)(3,3),F_(C)<F_(0.1)(3,3),因此,拉坯速度对液穴深度的影响最显著,一冷强度对其影响不显著。根据模拟结果提出了合理工艺参数为:一冷强度24 m^(3)/h、拉坯速度80 mm/min、浇铸温度1280℃、芯管采用空冷。在此基础上成功试制出了合格的C70600白铜空心锭成品。

5A发射电流空心阴极热特性模拟分析

采用有限元分析方法,建立了国产5 A空心阴极的热仿真模型,并进行了模型校验和典型工况下的温度场分析。结果显示:模型能够较好地反映空心阴极内部的能量传动过程,温度的仿真结果与试验比对误差小于5%;加热电流是造成空心阴极温度差异的主要原因;环境温度主要影响着空心阴极的外部部件温度,并且在太阳辐照影响时的高温环境更有利于推力器的启动;空心阴极加热且处于自持放电状态时,发射体温度在环境温度0℃和94℃下分别达到2 122℃和2 126℃,已接近发射体材料的耐温极限,因此空心阴极必须避免此极端使用工况。

股骨颈动力交叉螺钉系统与螺纹空心钉治疗垂直不稳定股骨颈骨折短期随访

目的:分析比较股骨颈动力交叉螺钉系统(femoral neck dynamic cross screw system,FNS)和螺纹空心钉(cannulated screws,CS)治疗垂直不稳定股骨颈骨折临床效果。方法:回顾分析2020年7月至2021年8月收治的40例垂直不稳定股骨颈骨折患者的临床数据和短期随访结果,根据不同的内固定治疗方法分为股骨颈动力交叉螺钉系统FNS组20例和螺纹空心钉CS组20例。FNS组中,男11例,女9例,年龄58.5(50.3,62.5)岁;CS组中,男9例,女11例,年龄52.0(40.5,58.0)岁。观察比较两组手术时间、手术刀口长度、手术中失血量、治疗费用。术后利用X线影像资料评价术后骨折愈合状况和手术内固定状况,并测量患侧股骨颈短缩状况。比较两组术后患侧大腿激惹症发生情况、术后部分负重以及完全负重时间、术后股骨头早期坏死、再次手术翻修情况以及Harris评分。结果:FNS组获随访18.0(15.0,19.0)个月,CS组随访17.0(15.0,18.8)个月。两组手术时间、手术切口长度、手术中失血量比较,差异均无统计学意义(P>0.05)hFNS组的诊疗费用高于CS组(P<0.001)。FNS组术后无患侧大腿激惹征,而CS组6例存在大腿外侧不适或大腿外激惹征(P<0.05)。CS组术后平均部分负重活动时间和完全负重活动时间均长于FNS组(P<0.05)。末次随访时,CS组术后患侧股骨颈短缩长度大于FNS组(P<0.05)。两组均未发生术后股骨头早期坏死及再次手术翻修。两组术后12个月Harris评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论:FNS治疗垂直不稳定股骨颈骨折可明显降低大腿外侧激惹征的发生率,并有效降低垂直不稳定股骨颈骨折术后短缩率,可提供较稳定的防旋力与抗切割力,使患者可以相对较早下地,有利于患者术后患侧髋关节功能恢复,是对于垂直不稳定股骨颈骨折手术治疗的一种全新选择,但由于治疗费用偏高,临床中因结合实际情况,选用恰当的手术治疗方式。

木塑空心柱轴压力学性能试验与有限元分析

为探究木塑复合材料用作低密度装配式建筑承重柱的可行性,通过材性测试和轴压试验评估共挤出木塑空心柱的轴压力学性能,并利用ABAQUS有限元分析软件模拟探究木塑空心柱壁厚、长细比和内置薄壁圆钢管壁厚对其极限承载力、变形能力和破坏模式的影响。模拟分析结果与试验测试数据高度一致,验证了模拟方法的有效性。试验研究表明,木塑空心柱主要通过局部压溃破坏,并表现出明显的弹塑性阶段。有限元分析结果表明,增加壁厚能提高木塑空心柱的初始刚度和极限承载力,其中8 mm厚度在成本、重量及承载能力方面具有最佳性价比。随着长细比的增加,木塑空心柱的承载力和刚度逐渐降低,破坏模式也从强度破坏转向失稳破坏。内置3 mm薄壁钢管显著增强了木塑空心柱的承载力和延性,其力学性能能够满足建筑对抗压承重构件的要求。

底部双排配筋单孔空心预制梁力学性能试验研究

为了研究新型装配式单孔空心预制梁的抗弯承载力和变形性能,并提高其工作性能。试验共设计并制作了3根单孔空心预制梁和1根实心预制梁,通过试验和理论计算相结合的分析手段,重点研究单孔空心预制梁和实心预制梁的破坏机理、裂缝发展、荷载-挠度曲线、变形性能及抗弯承载力等。结果表明:单孔空心预制梁与普通实心预制梁的破坏特征相似,且其裂缝分布较均匀、间距小,延性好;在相同荷载作用下,单孔空心预制梁挠度大于实心预制梁,其整体受力变形性能相对优越。提出了截面有效面积等效法和混凝土轴心抗压强度等效法2种计算方法,通过对比分析发现,混凝土轴心抗压强度等效法计算值误差仅为0.82%,满足工程要求,而且单孔空心预制梁与实心梁相比还可节约材料8.72%。因此,单孔空心预制梁具有良好的应用前景。

单板焊接空心球节点受拉承载性能研究

单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机理,建立有限元模型并进行验证,该模型能较好地反映单板焊接空心球节点轴拉性能,通过有限元模型参数化分析揭示了节点尺寸、加劲肋、单板尺寸等参数对其力学性能的影响规律,并提出单板焊接空心球轴拉承载力计算公式.研究结果表明:单板焊接空心球在轴拉作用下为应力集中导致的剪切强度破坏,破坏发生在单板端部与空心球连接处,表现为焊接空心球被撕裂;有限元应力云图得出破坏时沿着单板平面内拉力方向的剪应力起主要作用;单板焊接空心球节点的受拉承载力随单板宽度及空心球壁厚的增大而明显增大,空心球直径的增大会使承载力略有降低,单板的厚度增加使节点承载力略有提高,单板的高度对节点承载力的影响较小,空心球内设置加劲肋能使承载力提高至少20%;基于参数化提出的单板焊接空心球节点的受拉承载力计算公式能简便地计算出单板焊接空心球节点的承载力,相对误差在±15%以内,满足工程设计误差要求.研究工作可为今后外接单板的焊接空心球节点分析设计提供参考.

配筋空心方钢管高强混凝土纯弯构件受力性能有限元分析

目的 研究配筋空心钢管高强混凝土构件的抗弯性能,推动其在建筑结构中的应用。方法 采用有限元分析软件ABAQUS建立配筋空心钢管混凝土构件有限元模型,在验证模型准确的基础上,分析构件的受力全过程及钢材屈服强度、混凝土抗压强度、钢管壁厚、钢筋直径、普通钢筋数量对构件受弯性能的影响。结果 纯弯试件在荷载作用下受力过程可分为3个阶段:弹性阶段、弹塑性阶段和强化阶段;试件破坏形态均为受弯破坏,表现出较好地延性。结论 组合构件在弯矩作用下可以很好地协同工作;钢材屈服强度和钢管壁厚的增加对构件承载力的提高影响最显著,建议配置普通钢筋数量在6~8根为最优。

配筋空心圆钢管高强混凝土轴压短柱工作机理分析

目的 提出一种配筋空心圆钢管高强混凝土新型组合柱,分析其在轴向荷载作用下的工作机理,以解决空心钢管混凝土柱空心率较大和延性差等问题。方法 对配筋空心圆钢管高强混凝土短柱进行轴压试验,利用ABAQUS有限元分析软件建立组合柱的有限元模型,以试验结果验证有限元模型的准确性。对组合柱的受力工作机理进行分析,重点研究其在轴向荷载作用下的受力过程、各组分分担内力比例和应力状态。结果 与空心圆钢管高强混凝土柱相比,未配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了6.37%、DI提高了6.64%、SI提高了3.59%,配置普通钢筋的试件峰值承载力提升了13.31%、DI提高了8.12%、SI提高了5.68%。整个受力过程中,管柱混凝土和夹层混凝土承载的内力比例分别为36.2%~39.7%和29.0%~30.6%。结论 配置普通钢筋的试件具有更高的承载能力和延性能力;夹层混凝土和管柱混凝土在加载过程中为主要受力组分;钢筋在加载前期基本不承担内力,进入塑性强化阶段才开始发挥作用。

基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法研究

为了解决目前干式空心电抗器匝间短路检测方法灵敏度和准确度不足的问题,根据故障发展期探测线圈感应电压的异常变化,提出一种新的基于小波分析的空心电抗器匝间短路磁场探测方法。首先,对电抗器故障发展期探测线圈电压信号进行仿真分析,得到电抗器不同位置匝间短路时探测线圈信号变化特征。再基于信号分解小波系数中有用信号与噪声相对比值最大的原则,逐层自适应选取最优小波基函数,利用小波变换对信号进行阈值去噪,提取故障特征量从而实现对电抗器匝间短路发展期及时准确地判断,避免故障进一步发展。通过搭建电抗器匝间短路故障检测系统实验平台,验证了基于小波分析磁场探测法的灵敏度和可靠性,为电抗器的安全稳定运行提供有效保障。

金属空心球复合材料重力铸造工艺研究

基于对金属空心球复合材料的结构分析,采用金属型重力铸造法制备金属空心球复合材料。介绍了金属空心球复合材料金属型重力铸造工艺流程,并设计了一种成本低廉、简易成型、且能多次使用的金属型模具,且对金属空心球复合材料进行了实验试制及材料验证。结果表明,采用金属型重力铸造法能够制备出孔壁结构完整且孔洞随机分布的金属空心球复合材料,能实现空心球单一设计与梯度设计;金属空心球复合材料基体与空心球壁组织较为致密,且形成了厚度为25~30μm的界面层;金属空心球复合材料的应力-应变曲线具有明显的弹性阶段、塑性平台阶段和致密化阶段,且采用空心球梯度设计的金属空心球复合材料相较于空心球单一设计的金属空心球复合材料,其基本力学性能有明显的提升。最后,与传统的闭孔泡沫铝材料进行了对比分析,金属空心球复合材料整体稳定性更高,吸能效果更强。

骨科手术机器人辅助空心螺钉经皮微创内固定治疗青壮年股骨颈骨折的效果分析

目的 观察骨科手术机器人辅助空心螺钉经皮微创内固定治疗青壮年股骨颈骨折的效果。方法 选取百色市人民医院2018年5月~2022年3月期间采用骨科机器人导航辅助下行空心钉内固定的24例股骨颈骨折患者作为机器人辅助组,同期采用传统徒手定位内固定的30例股骨颈骨折患者作为徒手对照组。比较两组患者手术时间、术中失血量、术中透视、导针定位次数等术中指标及住院时长、骨折愈合时间、术后并发症。比较两组患者末次随访时Harris评分。根据两组患者术后即时的正侧位片,测量计算3根螺钉之间及与空心钉股骨颈轴线的正侧位夹角。结果 机器人辅助组术中透视次数(15.2±3.9)次、透视时间(13.8±3.1)s、导针定位次数(4.7±2.1)次、出血量为(30.9±14.2)ml,均低于徒手对照组的(40.6±11.3)次、(32.7±9.1)s、(17.4±4.9)次、(52.1±13.6)ml,差异有统计学意义(t=10.506、9.718、11.539、5.582,P<0.05)。机器人辅助组手术时间(73.5±11.8)min、住院时间(8.1±2.4)d、骨折愈合时间(5.3±2.2)月、末次随访Harris评分(86.5±3.7)分、并发症发生率0.0%,与对照组的(68.3±9.4)min、(7.6±2.8)d、(5.8±2.1)月、(87.8±4.1)分、3.33%比较,差异无统计学意义(t=1.803、0.694、0.851、1.208、0.012,P> 0.05);机器人辅助组正侧位空心钉之间夹角、空心钉与股骨颈轴线夹角(1.3±1.1)°、(2.2±1.2)°、(2.7±1.5)°、(3.8±1.4)°均低于徒手对照组的(6.5±1.8)°、(5.7±2.0)°、(7.4±1.9)°、(7.9±1.3)°,差异有统计学意义(t=12.407、7.547、9.894、7.663,P<0.05)。结论 机器人导航定位辅助下空心钉内固定治疗青壮年股骨颈骨折,空心钉定位精准,能显著减少导针调整次数,减少术中透视次数及透视时间,创伤更小。

3枚空心螺钉倒品字形固定治疗非移位型股骨颈骨折

2021年1月~2022年5月,台州骨伤医院骨关节科采用3枚空心螺钉倒品字形固定治疗15例非移位型股骨颈骨折患者,疗效满意,报道如下。1材料与方法。1.1病例资料本组15例,男6例,女9例,年龄38~71岁。左侧10例,右侧5例。骨折Garden分型:Ⅰ型1例,Ⅱ型14例。

股骨颈动力交叉钉系统与空心加压螺钉内固定治疗股骨颈骨折的疗效比较

目的比较股骨颈动力交叉钉系统(FNS)与空心加压螺钉(CCS)内固定治疗股骨颈骨折的疗效。方法将71例股骨颈骨折患者按照内固定方式不同分为FNS组(采用FNS内固定治疗,39例)和CCS组(采用CCS内固定治疗,32例)。比较两组手术情况、骨折愈合时间、术后12个月Harris评分及术后并发症发生率。结果患者均获得随访,时间12~30个月。术中透视次数、下地部分负重时间FNS组少(短)于CCS组(P<0.01),住院费用FNS组高于CCS组(P<0.01),手术时间、住院时间两组比较差异均无统计学意义(P>0.05)。骨折愈合时间FNS组短于CCS组(P<0.05),术后12个月Harris评分FNS组优于CCS组(P<0.01)。术后并发症发生率FNS组低于CCS组(P<0.05)。结论相较于CCS内固定,FNS内固定治疗股骨颈骨折具有术中透视次数少、患者部分负重时间早、骨折愈合快、术后并发症少的优点,但治疗费用高。

铁路空心高墩弹塑性地震反应特征

以某铁路高墩大跨简支梁桥的矩形空心截面桥墩为研究对象,构建了4种墩高的计算模型。考虑了纵筋、分段配筋、加强筋截断位置及加强筋设置数量等因素,采用OpenSees软件建立单墩计算模型进行了增量动力分析,总结了铁路高墩弹塑性地震反应特征,对抗震设计提出了建议。结果表明:纵筋配筋率在0.63%~0.89%条件下,当墩高小于42.0 m且纵筋通长布置时,空心墩底截面为薄弱部位;当墩高大于67.0 m且纵筋分段配筋时,则空心墩底截面、纵筋截断处截面以及墩中某一截面均可能为薄弱部位,但空心墩底截面均为首先出现塑性铰的区域;墩中塑性铰需要较大地震动激励才可能产生,纵筋配筋方式的选择应考虑地震动峰值加速度的影响;增加墩底加强纵筋数量总体上对降低墩底截面的塑性程度是有利的,但强震作用下未必能提高桥墩整体的抗震性能;对于高墩,当墩身出现两个或多个塑性铰区时,建议采用曲率延性系数作为评价指标。

人口空心化:乡村振兴的家底与逆城市化的起点

农村人口空心化和人口城市化并行是一种世界性规律,由此导致乡村振兴主体缺位。农村人口空心化既是过去四十多年快速城市化的后果,也是未来乡村振兴的家底和起点;在快速城市化基本结束、逆城市化开启阶段,对农村空心化现状进行盘点对于乡村振兴战略实施具有重要意义。基于广东省312个村的抽样调查数据的实证研究表明,广东农村人口空心化已经达到相当高的水平,深度空心村比例很高;村落人口空心化程度主要受地理区域、地形特征、城乡距离、传统文化等先赋性、不可选择性因素的影响。基于此,应该实施差异化分类施策的乡村振兴策略,只有当乡村振兴运动使农村舒适性拉力不断提升,人口逆向流动渐成趋势,农村空心化趋势才能真正被逆转。

天玑骨科机器人系统在青壮年股骨颈骨折空心螺钉内固定术中的应用价值

目的:探讨天玑骨科机器人系统在青壮年股骨颈骨折空心螺钉内固定术中的应用价值。方法:选取我院2020年8月—2022年8月收治的40例青壮年股骨颈骨折患者,所有患者均行空心螺钉内固定术,同时按术中置钉方法的不同将其分为两组,每组20例。其中传统组采用传统置钉方式进行空心螺钉置入,试验组则采用天玑骨科机器人系统辅助进行螺钉置入。对比两组手术相关情况、螺钉位置、术后骨折愈合情况及髋关节Harris评分。结果:试验组置钉时间短于传统组,术中出血量、透视次数及总钻孔次数均少于传统组(P<0.05);术后试验组患者正、侧位螺钉夹角小于传统组,离散度大于传统组(P<0.05);试验组骨折愈合时间短于传统组(P<0.05);术后8个月,两组Harris量表各维度得分对比无统计学差异(P>0.05)。结论:天玑骨科机器人系统在青壮年股骨颈骨折空心螺钉内固定术中具有缩短置钉时间、减少透视次数、提高置钉精准度的优势,手术效果较好。