碱液处理钛合金表面软复合磷酸钙层

钛合金(Ti6Al4V)经过NaOH碱液处理后表面形成了多孔网状、弱结晶的钛酸钠凝胶层;随碱液浓度和处理时间增加,孔的尺寸增加。钛酸钠凝胶层可在快速钙化溶液中诱导沉积出(002)取向的磷酸八钙和/或磷灰石;而在模拟体液中诱导沉积出无取向的骨状磷灰石。碱液处理条件和钙磷溶液的离子种类、浓度和pH值是影响钛合金软复合磷酸钙层成分和沉积速度的两个因素。

碳/碳复合材料表面软复合磷酸钙层

为改进碳 /碳复合材料的生物活性 ,发展了表面软复合磷酸钙层的制备工艺。首先在碳 /碳复合材料表面通过离子束辅助沉积技术形成的钛镀层 ,然后经浓碱液处理后呈多孔网状 ,该网状结构可在模拟体液 (SBF)中诱导沉积出生理磷灰石层 ,从而在碳 /碳复合材料表面形成软复合磷酸钙层。所获得的软复合磷酸钙层厚度约为 8μm ,结晶结构为羟基磷灰石 ,但其Ca ,P摩尔比n(Ca) /n(P)低于 1.67。

基于形状记忆合金的软复合结构驱动器设计

本文针对现有康复治疗设备中动力驱动装置便携性差、缺乏仿生运动驱动等技术难题,基于形状记忆合金(SMA)及其仿生驱动机理,设计了一种用于康复训练的新型人体关节运动SMA软复合结构驱动器。首先,本文为该软复合结构设计了由产生驱动力的驱动层、确定结构弯曲角度的导向层和连接这些层的基体材料组成的构型。其次,建立了基于经典层合理论的SMA软复合结构的输出力学模型,解析了软复合结构的弯曲运动,并通过MATLAB进行了数值计算。最后,制作了样机,并通过搭建实验平台对其进行性能测试。实验结果表明该驱动器在空载情况下弯曲角度达到了189.91˚,负载0.45 kg下弯曲角度109˚,证明了其可在轻量级人体外骨骼结构中产生需要的弯曲运动的可能性。

耳内镜下耳屏软骨-软骨膜复合体修补鼓膜大穿孔的疗效观察

目的分析耳内镜下耳屏软骨-软骨膜复合体修补鼓膜大穿孔的疗效。方法选取60例(60耳)实施耳内镜手术修补鼓膜大穿孔的患者,随机分为对照组和实验组各30例,其中对照组采用耳屏软骨膜修补,实验组采用耳屏软骨-软骨膜复合体修补。所有患者术后1、3、6个月复查,对比分析两组患者鼓膜愈合情况及听力改善情况,听力观察指标主要0.5、1、2、4 kHz的气导、骨导听力。结果(1)实验组鼓膜愈合率96.7%(29/30),对照组86.7%(26/30),实验组鼓膜愈合率高于对照组,但差异并无统计学意义(χ^(2)=0.873,P=0.350);(2)两组患者比较术前与术后6个月平均气导听阈及气骨导差,差异有统计学意义(P<0.05)。结论经外耳道入路的耳内镜手术符合微创治疗理念,耳屏软骨-软骨膜复合体是可靠的自体修补材料,术后能达到较好的鼓膜愈合状态,并获得良好的听力提高,是一种可靠的鼓膜大穿孔修补手术的方法选择,值得临床应用推广。

上软下硬复合地层盾构隧道开挖面稳定性分析

针对上软下硬复合地层条件下盾构隧道开挖面的稳定性问题,依托深惠城际2标实际工况,分析不同软硬比及土体参数对开挖面极限支护压力的影响。利用颗粒流数值模拟分析土体的失稳模式,借助极限分析法建立符合开挖面失稳轮廓的理论计算模型,将理论计算结果与既往文献及实际工程进行比较分析。结果表明:当隧道开挖面主动失稳时,变形主要集中在软土层,硬岩层的变形较少;随着开挖面软硬比的增大,隧道开挖面的极限支护压力也增大;开挖面的极限支护压力与隧道埋深比无关,与土体内摩擦角成反比。

交通荷载下软土复合地基海底沉管隧道动力响应特性分析

以港珠澳大桥沉管隧道管节为研究对象,利用MIDAS GTS NX软件建立三维动力有限元模型,采用界面单元模拟管节接头,通过施加重载车辆模拟振动荷载,对沉管隧道管节以及高压旋喷桩软土复合地基的动力响应特性进行分析。研究结果表明:车辆振动荷载可诱发海底沉管隧道管节及其复合地基产生明显的环境振动效应。当120级挂车以80 km/h的运行速度通过海底沉管隧道时,在沉管隧道管节接头处产生的最大竖向位移量达3.21 mm,最大加速度峰值达17.77 mm/s^(2);高压旋喷桩复合地基顶面最大位移达1.98 mm,加速度峰值达2.38 mm/s^(2)。沉管隧道管节接头处加速度振动级达81.9 d B,重载车辆运行对软土复合地基海底沉管隧道动力稳定性的影响不可忽视。

交通荷载下的软土复合地基道路工程性状研究

针对软土复合地基上道路工程在交通荷载作用下的沉降问题,以武夷新区快速通道道路工程软土复合地基处理段为研究对象,运用动态弹塑性有限元软件,模拟软土复合地基在交通荷载作用下的变形情况,分析软土的累积塑性应变和软土复合地基的累积沉降变化特征。研究结果表明:随着交通荷载循环加载次数的增加,不同压缩模量工况的软土累积塑性应变均呈现非线性增加,并呈现不断收敛的趋势;在相同的交通荷载循环加载次数条件下,随着软土压缩模量的不断增加,软土的累积塑性应变不断减小;随着交通荷载循环加载次数的不断增加,软土复合地基的累积沉降曲线呈现反“S”形变化规律,当加载次数大于1000次后,软土复合地基的累积沉降趋于收敛。研究成果可以为降低软土复合地基工后沉降提供理论支持和实践指导。

环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面各向异性摩擦研究

由取向微结构引起的各向异性摩擦学是生物系统中最常见的引起摩擦形式之一.而研究表明,软硬复合的生物表界面在获取各向异性摩擦力时更具有优势.因此,本研究中以最典型的钩状倒刺微结构为研究对象,结合3D打印先进制造技术,通过在仿生取向微结构表界面原位复合低模量的水凝胶材料,获得环氧树脂-水凝胶软硬复合表界面.研究结果表明,水凝胶在Fe^(3+)溶液中的配位交联6 h时,其模量为3.6 MPa,相对于环氧树脂(模量为13.6 MPa)为软材料.在5 N载荷下,仿生表界面正方向摩擦力为1.64 N,反方向摩擦力为3.44 N,其各向异性摩擦力最大差值可达1.80 N.本研究中对软硬复合的生物表界面具有一定的理论指导意义,有望在智能摩擦调控和软体机器人等方面发挥一定的作用.

上软下硬复合地层基于衬砌结构弯矩最小化的隧道横断面优化设计

[目的]为有效防止隧道衬砌破损及渗漏水,对上软下硬复合地层隧道横断面进行衬砌结构弯矩最小化设计研究。[方法]根据复合地层隧道围岩压力特点及合理假设,提出软土-硬土及土-岩两类复合地层隧道衬砌结构荷载作用模式。基于最理想的零弯矩复合地层隧道优化思路,建立隧道横断面半结构力学模型,计算得出零弯矩隧道横断面合理轴线方程,以及复合地层分界线处及隧道横断面水平中线处直径解析表达式。简述了复合地层隧道横断面弯矩最小化设计流程。[结果及结论]软土-硬土隧道零弯矩横断面合理轴线呈梨形,土-岩隧道零弯矩横断面合理轴线呈类马蹄形;实际工程可基于隧道横断面合理轴线方程,通过综合评估和加权平均法来确定隧道横断面设计所需关键参数,从而设计出新型上软下硬地层隧道横断面,以期最大限度减少复合地层隧道横向变形。

复合软岩巷道锚网索+W(T)钢带联合支护技术研究及应用

随着煤炭开采逐渐转向深部开采,复合软岩巷道在服务年限内的顶板冒顶及两帮收缩事故频发,严重导致巷道整体失稳。本研究提出了一种新型的锚网索与W(T)钢带联合支护技术,旨在优化复合软岩巷道的稳定性。通过实地应用于221812回风巷,该技术采用锚网索与喷、注浆联合支护系统,结合W型钢带和T型钢带的全断面布置,以增强巷道围岩的整体稳定性。

软硬复合煤层瓦斯抽采穿层钻孔变形塌孔特征规律研究

为探究软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形规律,采用自主研发的“一种全角度瓦斯抽采钻孔稳定性动态监测装置”进行了现场监测,系统分析了硬煤、软煤、软硬复合煤层瓦斯抽采钻孔的变形情况,并采用COMSOL数值模拟手段对试验结果进行验证,结果表明:钻孔浅部竖直方向应变敏感程度滞后于水平方向,且呈交替性增大特征;钻孔应变衰减阶段前,存在一种短暂的伪平衡状态,其实质是煤体内部应力集聚,后突然释放而造成钻孔塌孔;在相同的外部载荷条件下,软弱界面将软硬复合煤层分割为两个相对独立的应力环境,煤层在软弱界面处发生介质突变和应力突变;硬煤层钻孔较软煤层钻孔的各部位变形小,二者均表现为浅部变形大、深部变形小,最终达到稳定环向应变,软硬复合煤层穿层孔在浅部变形与二者相近,穿层孔深部和软弱界面交叉截割形成应力集中区,应力集中区范围沿软弱界面和钻孔径向同时延伸并逐渐衰减,这种衰减呈不明显的非线性特征。

有机硅改性复合软段水性聚氨酯的制备及性能研究

以羟基氟硅油(FSiO)为原料,亚麻油酸-环氧二元醇(LA-ER)、聚丙二醇-1000(PPG-1000)为复合软段,异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)为复合硬段,乙二胺基乙磺酸钠(CA-95)为亲水扩链剂,制备了一种新型水性聚氨酯(WPU-SiF)乳液。探讨了FSiO的掺量对WPU-SiF乳液性能的影响。研究结果表明:(1)红外光谱分析证实,FSiO成功接入了水性聚氨酯(WPU)中,合成了目标产物WPU-SiF。(2)随着FSiO掺量的增加,WPU-SiF乳液的平均粒径逐渐增加,固含率逐渐减少,黏度逐渐减少;乳液的常温稳定和冻融稳定性均较好,高温稳定性也得到提高。(3)随着FSiO掺量的增加,涂层的铅笔硬度总体趋势呈现减小,光泽度呈略微增大趋势,表干时间逐渐延长,涂层的水接触角呈先升高、后降低的趋势,胶膜的拉伸强度也呈增大趋势,胶膜的断裂伸长率呈现先升后降的态势。当FSiO掺量为5%时,WPU-SiF胶膜的疏水性能较好,胶膜的水接触角为78.46°。(4)综合考虑,当FSiO掺量为5%时,WPU-SiF乳液的综合性能较佳。

耳内镜下耳屏软骨-双面软骨膜复合体在鼓膜大穿孔修复中的应用

目的 探讨耳内镜下采用耳屏软骨-双面软骨膜复合体修复鼓膜大穿孔中的应用价值。方法 纳入2021年1月至2023年1月鼓膜大穿孔患者79例(79耳),随机分为观察组(采用耳屏软骨-双面软骨膜复合体行鼓膜修复)40例和对照组(采用颞肌筋膜行鼓膜修复)39例,所有患者均采用内植法Ⅰ期完成手术,术后3个月复查纯音听阈及耳内镜,比较两组患者鼓膜愈合率、愈合形态及听力改善情况。结果术后3个月复查耳内镜,观察组鼓膜愈合率100%,对照组愈合率92.31%。观察组鼓膜形态比对照组更好。术后3个月复查听力学检查,观察组治疗前后气骨导差分别为(22.09±3.71)dB HL、(10.06±2.68)dB HL,差异有统计学意义(P<0.05);对照组治疗前后气骨导差分别为(21.79±5.83)dB HL、(10.58±3.37)dB HL,差异有统计学意义(P<0.05),两组患者治疗后气骨导差比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 耳内镜下采用耳屏软骨-双面软骨膜复合体修复鼓膜大穿孔能降低术中取材难度、提高术后听力,是一种可靠的修复材料,值得在临床推广应用。

高速铁路软土复合路基沉降注浆治理现场试验研究

在长三角地区某运营高速铁路上采用全断面和分层2种注浆方式进行治理软土复合路基沉降的现场试验,研究注浆对路基的抬升规律。结果表明:在路基两侧对称、均匀注浆可减小上、下行线差异变形;注浆抬升路基的同时,会引起地基土的孔隙水压力上升,而注浆停止后随着路基抬升量的回落,地基土的超孔隙水压力也逐渐消散;混凝土支承层的变形呈钟形抛物线隆起状,短时间内相邻注浆孔注浆可产生叠加效应;分层注浆时存在关键影响土层,对该土层注浆时混凝土支承层变形显著,实际注浆施工中应尽量控制对其的扰动;分层注浆产生的路基抬升量更稳定,引起的超孔隙水压力较小,注浆效果理想。

步枪弹侵彻带软硬复合防护明胶靶标的数值模拟

为研究步枪弹撞击带软硬复合防护明胶靶标的作用过程和作用机理,采用显式有限元方法对7.62 mm步枪弹侵彻复合靶标过程进行数值模拟,分析侵彻过程中的典型现象及明胶靶标动态响应。数值计算结果表明:陶瓷锥的形成是由压缩应力波和拉伸应力波共同作用的结果;弹头加速度变化存在明显的分段与拐点,侵彻陶瓷面板过程中,加速度达到最大,侵彻聚乙烯(PE)背板层时,出现第二个拐点;由于防护层存在多个界面,撞击过程中PE背板界面存在速度多峰现象:当弹头运动加速度达到最大时,PE背板界面出现第一个速度峰,明胶界面出现第一个压力峰;当弹头开始侵彻PE背板时,背板层出现第二个速度峰;在步枪弹撞击过程中明胶内压力波传递呈现球形波基本形态,压力峰值随距离增加呈指数衰减。

三软煤层复合顶板沿空掘巷锚索网支护

谢桥煤矿在C13-1煤层回采巷道中积极推进支护改革,在总结1221(3)等工作面锚索网支护成功经验的基础上,进一步优化设计,成功解决了三软煤层复合顶板沿空送巷的锚、索、网支护难题,为类似情况的巷道支护提供了重要的参考依据。

两种软骨-软骨膜复合体在鼓室成形术中的应用

目的观察比较条栅状软骨-软骨膜和马蹄铁状软骨-软骨膜两种修复技术在鼓室成形术中的疗效。方法回顾分析我科2005～2008年39例(39耳)资料完整的鼓膜穿孔面积>40%患者应用两种类型自身软骨-软骨膜复合体的鼓室成形术,其中条栅状软骨组19例(19耳),马蹄铁状软骨组20例(20耳)。对术后鼓膜愈合率和听力指标进行统计分析。结果术后3个月两组鼓膜愈合率均为100%,而言语频率的术前气骨导差与术后气骨导差的差值,马蹄铁状组优于条栅状组(P<0.05)。结论两种软骨-软骨膜复合体修补技术在修补鼓膜大、中穿孔的鼓室成形术均有较好疗效,术后3个月时马蹄铁状软骨-软骨膜组语频听力的改善优于条栅状软骨-软骨膜组。

耳屏软骨-软骨膜复合体厚度测量及其在鼓室成形术中的应用

目的测量耳屏软骨-软骨膜复合体厚度，探讨其对中耳炎手术治疗效果及重建听力的影响。方法49例（50耳）慢性中耳炎患者根据病情行伴或不伴乳突根治的鼓室成形术，均以耳屏软骨-软骨膜复合体修补鼓膜，术中测量耳屏软骨-软骨膜复合体厚度，术后每周随访一次至干耳，术后半年复查纯音听阈，分析耳屏软骨-软骨膜复合体厚度、干耳与否、干耳时间、鼓膜生长情况、术前和术后半年0．5、1．0、2．0、3．0kHz频率的纯音听阈。结果50耳耳屏软骨-软骨膜复合体的平均厚度为0．87±0．08mm（0．72～1．07mm），干耳时间3～12w，中位数3w；42耳术后随访半年，鼓膜形态、色泽良好；其中31耳患耳气骨导差缩小，听力提高，另11耳听力结果未纳入分析。结论耳屏软骨-软骨膜复合体的厚度较恒定，作为修复中耳材料具有干耳时间较短、利于听力改善、并发症较少等特点。

耳屏软骨-软骨膜复合体在上鼓室切开术中的应用

目的观察应用耳屏软骨-软骨膜复合体行上鼓室外侧壁重建和鼓室成形术治疗上鼓室胆脂瘤的临床疗效。方法对43例(43耳)上鼓室胆脂瘤患者行上鼓室切开,彻底清除病变,43例均用耳屏软骨-软骨膜复合体重建上鼓室外侧壁加鼓室成形术,其中13例听骨链结构完整,30例取出病变的锤骨头和砧骨,用人工听骨(PORP)重建听骨链。观察上鼓室外侧壁和鼓膜愈合及听力改善情况。结果术后随访1～2.5年,43例均未发现囊袋状内陷或胆脂瘤复发,1例术后出现鼓膜穿孔,其余病例鼓膜愈合良好;术后随访听力资料完整的32例中,0.5、1、2、4kHz气骨导差由术前平均27.8dB缩小到到16.4dB(P<0.01);1例术后出现听力下降伴耳鸣,其余患者听力稳定,无眩晕等并发症。结论耳屏软骨-软骨膜复合体应用于上鼓室外侧壁重建和鼓室成形术是较为理想的修复材料,有利于较好地恢复外耳道及鼓膜结构和功能。

新疆中生代复合型软岩大变形控制技术及其应用

针对新疆沙吉海矿区中生代复合型软岩产生的顶板离层冒落、侧墙鼓出、底板鼓起等非线性大变形破坏现象,综合应用现场工程地质调查、理论分析、数值计算、物化分析、软岩水理作用测试、现场测试等手段和方法,深入分析本区中生代复合型软岩巷道围岩的分子膨胀+岩体结构面错动+开挖扰动的复合破坏机制,提出以恒阻大变形锚网索耦合支护为核心的主动支护技术体系。通过恒阻装置充分释放围岩膨胀能和塑性能,减小支护荷载及高应力集中,同时借助高阻性能抑制过大有害变形,合理控制围岩塑性圈;然后通过锚网索二次耦合支护消除围岩塑性大变形、层间软弱结构面的错动引起的围岩–支护之间的变形不协调,并采用注浆锚管控制底鼓大变形,最终形成围岩–支护结构协同承载体系。基于非线性大变形力学设计方法及数值分析,进行施工过程设计及参数设计。工程实践表明,该技术得到成功应用,保证了巷道的稳定。