水平连续铸造5182铝合金组合磁场作用下的组织演变

采用试验的方法研究了组合磁场作用下5182铝合金水平连铸过程中铸态组织的演变。试验结果表明,在无磁场作用的常规铸造条件下,由于重力影响,熔池中热的熔体上升,冷的熔体下降,铸锭下表面冷却强度大于上表面,导致液穴内部产生不均衡的流场及温度场,进而导致铸锭内部产生不均匀的铸态组织;在施加组合磁场作用后,电磁力引起的对流使熔体得到充分搅拌,加强了熔体中的传热传质,使液穴变浅,有效减少了因重力而产生的温度场差异,铸锭的铸态组织也由常规条件下粗大且不均匀的柱状晶组织转变为细小的等轴晶组织。

纳米羟基磷灰石/涂层双相磷酸钙人工骨移植脊柱后外侧融合:组合磁场的辅助作用

背景:自体骨移植是脊柱融合的主要方法,但其来源有限,而且伴有很多并发症的发生,人工合成材料已成为最有前途的骨移植替代材料。目的:观察组合磁场和纳米羟基磷灰石涂层对双相磷酸钙人工骨移植兔脊柱后外侧融合的影响。方法:制作48只兔双侧L5/6横突间融合模型,随机分成6组:G1组为组合磁场+自体髂骨;G2组为组合磁场+纳米羟基磷灰石/双相磷酸钙;G3组为组合磁场+双相磷酸钙;G4组为安慰剂+自体髂骨;G5组为安慰剂+纳米羟基磷灰石/双相磷酸钙;G6组为安慰剂+双相磷酸钙。术后1周开始组合磁场治疗,30 min/d,治疗8周后处死实验动物,分别进行触摸法、X射线、CT、组织学(脱钙和不脱钙骨)和生物力学评估脊柱融合效果。结果与结论:(1)触摸法、X射线法和组织学评估G2组脊柱融合率最高,G6组最低,差异有显著性意义(P<0.05)。G2组新生骨长入比显著高于G3,G5组和G6组(P<0.05);(2)X射线片显示融合区校正吸光度指数G2组显著高于其他各组(P<0.05);(3)CT和组织学可见新生骨小梁从自体骨长入人工骨孔隙内,与自体骨形成骨性结合;(4)生物力学结果显示,G2组脊柱弯曲刚度最高,显著高于其他各组(P<0.05);(5)析因分析结果显示,组合磁场治疗和纳米羟基磷灰石涂层可显著提高脊柱融合率、融合评分、骨长入比、融合区校正吸光度指数及脊柱融合弯曲刚度(P<0.05);(6)结果提示,组合磁场联合纳米羟基磷灰石/双相磷酸钙生物支架进行兔脊柱后外侧融合能够显著提高融合率,融合效果类似于单纯的自体骨融合,可作为脊柱融合的一种新方式。

组合电磁场在材料凝固过程中的应用和发展

组合电磁场是指通过2个或者2个以上励磁线圈,产生2个或2个以上交互作用的电磁场,并将交互作用的电磁场作用于材料制备过程。组合电磁场在金属凝固过程中的应用可为开发新材料、优化材料制备工艺、提高金属材料制品的综合质量和解决金属材料在制备过程中的技术难题提供新的手段和方法。组合磁场在材料凝固过程中的应用必将成为材料研究领域的新方向。

采用组合引导磁场的多注二极管设计

分析了采用单一同轴磁场时强流相对论多注阴极的侧端发射问题,研究了在不同磁场内半径和多注漂移管长度情况下多注电子束的传输效率。研究发现:由于引导磁场尺寸有限,高压下多注阴极杆及多注阴极柱的电子束发射是影响多注电子束传输效率的主要因素,且该部分电子束对多注漂移管入口管壁的轰击直接影响了多注速调管的重频能力。设计了采用永磁铁和同轴磁场组合工作的强流相对论多注二极管,理论分析和模拟计算证明:基于组合磁场的多注二极管可明显减弱甚至抑制多注阴极发射球头以外的电子束发射,并且组合磁场的磁场位形和强度可满足强流相对论多注电子束的高效、稳定传输。

组合磁场治疗修复骨腱界面损伤的研究

目的探讨组合磁场(CMF)治疗对骨腱界面损伤修复的影响。方法2018年7月至2019年7月,将由中南大学实验动物学部提供的24只成年新西兰雄兔建立髌骨部分切除模型,采用随机数字表法分为2组(每组12只):治疗组术后给予CMF治疗(30 min/d),对照组予以假治疗(设备关机状态)。术后12周收获髌骨-髌腱复合体标本行组织学、影像学和生物力学检测。组间比较采用独立样本t检验。结果组织学染色结果显示,CMF治疗能明显促进愈合界面骨、纤维软骨的形成和成熟。影像学检测发现治疗组面积、长度、骨矿化含量、骨密度和骨显微形态学参数等量化指标明显优于对照组。拉断实验显示,治疗组的横截面积、拉断负荷、极限强度、拉断能量等力学性能指标[(29.58±4.55)mm^2、(229.2±59.4)N、(8.27±1.21)MPa、(0.478±0.149)J]明显高于对照组[(21.25±3.33)mm^2、(154.2±40.9)N、(6.57±1.16)MPa、(0.268±0.140)J,t=3.619、2.547、2.484、2.516,P<0.05]。结论CMF治疗能明显促进骨腱界面损伤后修复。

组合磁场辅助治疗纳米羟基磷灰石／双相磷酸钙移植兔腰椎后外侧融合形态学研究

目的探讨组合磁场（CMF）治疗及纳米羟基磷灰石（nano—HA）涂层对双相磷酸钙（BCP）人工骨移植兔腰椎后外侧融合形态学。方法48只兔根据骨移植物及CMF治疗随机分成6组（G1～G6）并进行腰椎后外侧融合（PLF）。术后1周开始CMF治疗，30min／d，治疗8周后处死实验动物。场发射透视电子显微镜（FESEM）、组织学及骨形态发生蛋白-2（BMP-2）和转化生长因子-β1（TGF—β1）表达分析。结果横突间形成连续骨桥，新生骨小梁长人生物支架内，形成骨性结合。G1-C6各组组织学融合评分分别为（7．25±1．16）、（5．00±0．76）、（5．88±1．64）、（5．87±1．25）、（6．50±1．60）和（5．25±1．91）分，CMF治疗和nano—HA涂层显著提高脊柱融合率、融合评分（P〈0．05）。G2、C3、G5和G6组人工骨内胶原矿化率评分分别为（3．125±0．640）、（3．625±0．520）、（2．875±0．830）和（3．375±0．520）分，nano—HA涂层显著提高人工骨内胶原矿化率，BMP-2在G2、G3、G5和G6组表达平均吸光度值分别为0．177±0．057、0．169±0．030、0．088±0．049和0．109±0．038；TGF-β1在G2、G3、G5和C6组表达平均吸光度值分别为0．155±0．023、0．144±0．031、0．097±0．027和0．100±0．037。CMF显著提高融合区BMP-2和TGF-β1表达（P〈0．05）。结论CMF和nano—HA涂层都能够促进脊柱融合，改善融合效果。CMF联合nano—HA／BCPP移植PLF可作为一种新的脊柱融合方式。

紧凑型强流二极管组合引导磁场的分析与设计

为了探索紧凑型小型化高功率微波器件的设计技术,采用理论结合仿真分析的方法,对由螺线管和永磁铁组成、用于高功率微波器件强流二极管的组合引导磁场分布特性进行了研究。首先给出一种紧凑型强流二极管组合引导磁场的结构设计,然后对螺线管与径向充磁永磁体的磁场位型分别进行了理论分析,得到该组合引导磁场结构设计的合理性,最后对该结构中各物理参数与磁场位型的关系分别进行仿真分析,并介绍了该组合引导磁场下轴向环形电子束引入器件的粒子模拟结果。结果表明,通过调节螺线管的电流、匝数及永磁体径向充磁大小和两者间距,可以明显调节二极管区组合磁场的分布,从而达到高效率的电子束引入需求。该研究结果为小型化二极管的设计打下了基础。

一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法

气体绝缘开关设备(GIS)的传输结构主要由均匀传输线结构和三维非传输线结构组成,为了准确高效地计算GIS设备中开关操作产生的快速瞬态过电压(VFTO),提出了一种电磁场-传输线组合的时域有限差分方法 (3D-1D FDTD),即分别采用三维电磁场时域有限差分方法和均匀传输线时域有限差分方法对GIS设备的三维非传输线结构和均匀传输线结构进行建模和时域计算。讨论了衔接电磁场与传输线的耦合边界条件和计算迭代格式的稳定条件,并以一段GIS设备长直管母线为例,计算了不同位置的瞬态电压和瞬态电流,将计算结果与纯一维传输线等效电路模型的计算结果进行对比,验证了本文方法的有效性。

规范作图动态分析 突破组合磁场临界问题——以2018年江苏卷第15题为例

本文对2018年高考物理江苏卷第15题进行了分析,在组合磁场问题中规范作图动态分析,从定性和定量两个方面进行科学推理,找出运动规律,推导出极限.通过一题不同解法和变式,可以使学生在已有知识基础上,灵活处理新的题意情景,建构起正确的解题策略.

基于COMSOL的轨道炮弹引信部位磁场组合屏蔽仿真

针对电磁轨道炮发射的弹丸中,引信部位电子器件会受到低频脉冲强磁场干扰的问题,在采用COMSOL仿真软件建立轨道炮面电流模型,进而分析发射过程中电枢前端磁场分布的基础上,对铜1J22、铜铁、铝坡莫合金三种组合屏蔽方式及铝坡莫合金屏蔽层厚度比例对屏蔽性能的影响进行了仿真。仿真结果表明,发射过程中距离电枢前端越近磁场越强且屏蔽效能越差;三种屏蔽方式下铝坡莫合金的屏蔽效能最好,在电枢前端10 mm位置屏蔽前后磁通密度为2.9025 T和0.1099 T,屏蔽效能可达到28.44 dB;在总厚度为4.5 mm的铝坡莫合金屏蔽组合方式中,导磁材料坡莫合金厚度增加屏蔽性能也会提高,但其层厚度增加超过2.5 mm时对屏蔽效能的影响已不那么显著且最后将趋于某一恒定值。

一种宽量程磁场发生器的设计

宽量程磁场发生器实现由1nT到100mT磁场强度的连续可调。本设计提出了5对圆形线圈组构的技术方案,其中又配置辅助绕组,既利用了亥姆霍兹条件又突破了它的传统模式,同时充分体现了科学性与经济性统一的理念。

一种高动态使用微惯性测量单元的实现

针对在振动和高速自旋条件下使用MIMU的问题,提出了一种具备高动态环境适应能力的MIMU设计。采用国产微加速度计和微陀螺作为微惯性传感器,由Honeywell HMC2003完成地磁场测量。采用力学仿真方法分析了随机振动对MIMU本体结构的影响,优化设计后,加速度功率谱密度抑制比达到98.9%;在高速自旋状态下,采用地磁场组合解算方法弥补轴向微陀螺量程饱和所产生的失效数据,300(°)/s以上角速率误差小于1(°)/s。经飞行试验验证,该设计保证了微惯性传感器在高动态环境下的正常工作。