聚氨酯蘑菇状仿生微纤维的混合黏附破坏分析

在仿生学领域壁虎因具有优越的攀爬能力而被广泛研究。为对壁虎仿生微结构的垂直攀爬功能进行设计,本工作对壁虎仿生微纤维与垂直表面之间的黏附机制进行了深入研究。采用双线性内聚力模型对聚氨酯(PU)蘑菇状仿生微纤维与刚性基体之间的界面黏附行为进行研究。运用压缩+剪切、剪切加载、拉伸+剪切分别模拟壁虎足部的附着、滑移及分离等爬行动作,探讨壁虎爬行过程中的黏附破坏机理。结果表明,在剪切加载、拉伸+剪切混合加载下,界面均发生法向和切向的混合黏附破坏;在压缩+剪切混合加载下,界面发生切向脱黏或混合黏附破坏取决于压缩载荷的大小。法向载荷通过改变微纤维与基体的接触面积来实现对切向黏附承载力的调控。斜向加载下界面的黏附承载力与载荷倾角有关,对于所选用的聚氨酯蘑菇状仿生微纤维,当斜向压力的倾角小于52°时,界面的切向黏附承载力随着斜向压力倾角的增大而增大;最优的斜向拉力方向为17°,沿该方向可用最小的拉力实现界面的脱黏。

基于PDMS的蘑菇状仿生黏附微阵列新型制造方法

受到自然界中壁虎和甲虫脚趾表面微纳纤毛结构的启发,本工作基于聚二甲基硅氧烷(PDMS)提出了一种表面具有蘑菇状微阵列的仿生干黏附材料制造方法,通过进给实验装置对传统支柱状仿生干黏附材料进行“蘸取”,实现了表面蘑菇状微阵列的制造。蘑菇状仿生干黏附材料单根纤维的黏附面积为1.12×10^(-3)mm^(2),最大切向黏附强度为2.65 N/cm^(2),法向黏附强度为5.18 N/cm^(2)。与手工制造方式相比,黏附面积提升了33.74%,黏附强度最大分别提升了225%、280%。结合SEM图、光学显微图、黏附材料与黏附接触面的接触状态和黏着功进行黏附性能的理论分析。利用这一方法,蘑菇状仿生干黏附材料的黏着角减小,微阵列的末端直径、表面平整度、有效黏着功、黏附面积和柔顺性显著提升,材料能够更好地适应接触面,且具有较好的重复性,显著提高了材料的切向和法向黏附强度。本工作为蘑菇状仿生干黏附材料的制造提供了一种新思路。

焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究

针对平板锥形焊接膜盒,开展了膜片焊缝、T型槽焊缝、U型槽焊缝等不同焊缝形貌对膜盒裂纹扩展的影响研究。利用ABAQUS分别建立了结构有限元模型,计算了不同焊菇尺寸、裂纹角度及T(U)型槽厚度下的裂纹尖端的应力强度因子,分析了不同焊缝形貌下,复合裂纹应力强度因子大小及裂纹扩展方向并与以往试验结果进行了比较。结果表明,不同焊缝形貌下,裂纹沿着等效应力强度因子最大的方向扩展;对于膜片焊缝,当膜片焊菇尺寸变得饱满时,裂纹由穿透焊菇逐步偏向膜片区域扩展;对于T(U)型槽焊菇,裂纹均倾向于膜片区域扩展。同时,不同焊缝形貌焊菇尺寸均存在一临界值。

南海复蘑菇状地幔低速柱结构及其地幔动力学

运用高分辨率天然地震面波层析成像和体波层析成像技术,研究东亚西太平洋地区及全球地幔三维速度结构时发现南海地区地幔存在深达2000km以上的巨型复蘑菇状地幔低速柱,结合地质、地球化学和地球物理相关标志,将复蘑菇状地幔低速柱称为南海复蘑菇状地幔柱。本文在论述南海复蘑菇状地幔柱的地质地球物理特征基础上,将地幔柱划分为柱头、柱体、柱尾、幔枝和热点等部分,建立起地幔柱三维几何结构模型,探讨了复蘑菇状地幔柱在南海海盆扩张过程中的主导作用以及欧亚板块、菲律宾海板块和印度洋板块相互作用对南海演化过程的影响。

中国及邻近陆海地区软流圈三维结构及其与岩石圈的相互作用

通过中国及邻近陆海地区天然地震面波层析成像三维Vs速度结构的系统地质构造解析,笔者论述了中国及邻近陆海地区软流圈三维结构特征,发现该区软流圈内既有高速块体,又有低速异常体,显示软流圈内存在纵向与横向上的不均匀性,研究软流圈内低速异常体三维几何结构表明,南海低速异常体呈复蘑菇状,结合地幔体波层析成像研究显示,南海地区存在巨型复蘑菇状地幔低速柱头。笔者还探讨了软流圈对岩石圈结构的影响及其相互作用问题。

蘑菇状火山岩模型的二维地震正演模拟分析

为了研究蘑菇状火山岩储层的地震响应特征,根据地质资料构建蘑菇状火山岩地质模型,分别采用物理模拟和数值模拟方法对蘑菇状火山岩模型进行正演模拟。结果表明,蘑菇状火山岩的地震响应特征总体趋势一致,即火山岩上部外形为蘑菇头状,与其结构形态类似;火山岩下部产生"蘑菇无根"现象,在细节上存在差异。物理模拟方法得到的地震波信息更加丰富,且在模拟过程中地震波的传播方式更符合地下实际情况;数值模拟方法没有噪音干扰,资料品质好,且可以得到波场快照信息。两种正演模拟方法具有互补性,为研究复杂地质情况下的火山岩地震响应特征提供更好的支持。

蘑菇伞封堵器介入治疗婴幼儿动脉导管未闭的临床疗效研究

目的:评价蘑菇伞封堵器经导管介入治疗婴幼儿动脉导管未闭(patent ductus arteriosus,PDA)的临床疗效.方法:2002-12/2008-06我科对婴幼儿PDA 78(男28,女50)例实施经导管介入治疗,年龄8～36(15.8±5.6)mo,体质量7.8～17.5(12.0±4.3)kg;行右心导管检查测定肺动脉压力、主动脉压力,行主动脉弓降部造影,确定PDA位置、形状及大小,PDA最窄处内径1.5～14.3(4.3±3.1)mm.以蘑菇伞堵堵器行介入治疗.术后24 h及1,3,6,12 mo行彩色多普勒超声心动图检查.结果:78例患儿中74例(94.9%)封堵器植入成功.1例主动脉造影后PDA粗大(14.3 mm),呈C型,采用最大型号封堵器轻易拉过PDA,该例放弃封堵术,转外科手术治愈.1例为PDA封堵器主动脉侧过大,导致降主动脉局部狭窄、迂曲变形而放弃封堵.1例PDA并发重度肺动脉高压试封堵后30 min肺动脉收缩压无下降,反而有轻度上升,考虑为阻力性重度肺动脉高压,撤出封堵器.1例封堵术后封堵器周围大量残余分流,行外科手术治疗.余74例术后30 min主动脉弓降部造影显示52例(70.3%)封堵完全,22例(29.7%)可见极少量残余分流,术后24 h心脏彩超复查71例(95.9%)封堵完全,3例(4.1%)有少量残余分流,术后1 mo彩超复查皆无残余分流;无再通和堵闭器移位等并发症发生.结论:在严格选择适应证的条件下,应用蘑菇伞经导管封堵治疗婴幼儿PDA是一种安全、简便、有效、创伤小、恢复快的方法,值得推广应用.

症状干预联合灵性照护对恶性肿瘤蕈状创口的效果研究

背景恶性肿瘤蕈状创口,其大量的渗出、恶臭、疼痛等给患者造成生理上的痛苦和心理上的冲击。目的探讨症状干预联合灵性照护对恶性肿瘤蕈状创口的效果。方法选取2015年12月—2017年12月在河北医科大学第四医院门诊换药室换药的59例恶性肿瘤蕈状创口患者,治愈性治疗和姑息性治疗共同进行,对恶性肿瘤蕈状创口进行症状干预联合灵性照护,干预前、干预后2、4周分别评价患者疼痛程度、渗出程度、气味等级及采用世界卫生组织生存质量测定量表(WHOQOL-BREF)评估生活质量。结果干预前后数字分级法(NRS)评分、渗出程度、气味等级、生理领域(PHYS)、心理领域(PSYCH)、独立性领域(IND)、社会关系领域(SOCIL)、环境领域(ENVIR)、精神支柱/宗教/个人信仰(DOM6)评分比较,差异有统计学意义(P<0.05);其中干预后2周渗出程度、气味等级较干预前降低,PHYS、PSYCH、IND、ENVIR、DOM6评分较干预前升高,干预后4周NRS评分、渗出程度、气味等级较干预前、干预后2周降低,PHYS、PSYCH、IND、SOCIL、ENVIR、DOM6评分较干预前、干预后2周升高(P<0.05)。结论症状干预联合灵性照护对恶性肿瘤蕈状创口处理效果良好,可以改善患者躯体症状,提高其舒适度和生活质量,并使患者心灵得到慰藉,人性得到升华,值得临床推广。

菇渣用作无纺布容器育苗成型机配套基质的研究

为探讨菇渣在无纺布容器育苗成型技术中作为配套容器基质应用的可行性,研究了育苗成型机制备的菇渣（发酵后）和草炭容器基质的基本理化性质、盐分淋洗特征及其对火炬树和侧柏出苗及生长的影响。结果表明：菇渣基质的容重、通气状况与草炭基质之间无显著差异,pH值虽显著高于草炭基质,但适宜多数植物生长;相对于草炭基质,菇渣基质的持水能力不足,保肥性能较差;菇渣基质的适宜水分范围（36.1%~143.5%）明显小于草炭基质（41.9%~193.8%）,有效水绝对含量较低;菇渣基质的电导率（3.71 mS.cm-1）虽高于安全育苗的临界值（≤2.6 mS.cm-1）,但随着浇水次数的增加可逐渐降到安全值以下;菇渣基质的全氮、全磷和全钾含量显著高于草炭基质。在充足的水分和养分条件下,菇渣和草炭容器基质对侧柏和火炬树出苗及成活的影响基本一致,但菇渣基质对火炬树的育苗效果优于草炭基质。可见,只要保证充足水分,菇渣基质在无纺布容器育苗成型技术中可以替代草炭基质用于火炬树和侧柏的育苗。

预混火焰在冷壁面狭缝中传播与熄灭的判据

模拟了非稳态预混乙炔-空气火焰在冷壁面平板狭缝中的传播与熄灭,针对壁面散热和狭缝高度对火焰形状和火焰传播状态的影响进行了重点讨论.结果显示,火焰在较大的狭缝通道中会经历一个由郁金香状向蘑菇状转变的过程,即壁面散热抑制了郁金香状火焰的形成.较小狭缝通道中的火焰初始时刻会形成蘑菇状火焰,但随着散热的加强,火焰会逐渐熄灭.另外,系统分析了火焰在不同高度狭缝中的传播与熄灭状态,提出了火焰部分熄灭和完全熄灭的判定标准,即火焰在平板狭缝中传播与熄灭的判据.

一种超聚能装药结构的仿真

为了得到一种新型的可形成较传统射流更高速度的聚能装药结构,利用非线性动力学分析软件AUTODYN-2D对其成型过程进行了数值仿真,并应用应力波基础、冲击力学等相关理论进行分析。研究表明：选用铜、钽、钨作为＂蘑菇形＂药型罩的材料可以得到速度在8 800~13 000 m/s且具有良好成型效果的高速射流。分析了药型罩壁厚和下辅助药形罩二的半径结构参数对射流速度的影响,结果表明,减小药型罩厚度或增大下辅助药形罩的半径可以有效提高形成射流的速度,但速度超过13 700 m/s后成型效果变差。根据研究成果可以得到＂蘑菇形＂药型罩各部分材料的搭配规律及其成型规律。

蘑菇形全玻璃真空太阳能集热器的研制

采用求极值的数学方法设计了一种新型高效蘑菇形太阳能集热器,并研制出这种太阳能集热器.检测结果表明,该太阳能集热器具有热效率高、稳定性好、成本低、寿命长等特点.

国产蘑菇伞介入治疗成人动脉导管未闭的临床疗效评价

目的： 评价国产蘑菇伞经导管介入治疗成人动脉导管未闭（PDA）的临床疗效。方法： 选择我科156（男54，女102）例成人PDA实施经导管介入治疗的患者，年龄18～65（32±13）岁；体质量43.8～68.5（51±8）kg；行右心导管检查测定肺动脉压力、主动脉压力，行主动脉弓降部造影，确定PDA位置、形状及大小，PDA最窄处内径1.5～18.2 （5±5）mm。以国产蘑菇伞堵闭器行介入治疗，根据封堵实验决定能否行永久封堵。术后24 h、1、3、6 和12个月行彩色多普勒超声心动图检查随访。结果： 4例封堵后30 min肺动脉收缩压无下降，反而有轻度上升，考虑为阻力性重度肺动脉高压，撤出封堵器。余152例成功地植入封堵器，术后30 min肺动脉压收缩压由术前（48±23）mmHg降为（36±12）mmHg（P〈0.05），肺动脉平均压降由术前（40±14）mmHg降为（27±11）mmHg（P〈0.05），主动脉压由术前（102±13）mmHg变化至（107±14）mmHg（P〉0.05）。术后30 min主动脉弓降部造影显示，119例（78.3％）封堵完全，33例（21.7％）可见极少量残余分流，术后24 h心脏彩超复查147例（96.7％）封堵完全，5例（3.3％）有少量残余分流，术后1个月彩超复查皆无残余分流；无再通和堵闭器移位等并发症发生。结论： 在不可逆性阻力性重度肺动脉高压发生前应用国产蘑菇伞经导管封堵治疗成人PDA是一种安全、简便、有效、创伤小、恢复快的方法。

汽车后视镜旋转轴复杂抽芯热流道注塑模设计

根据汽车后视镜旋转轴的结构特点,设计了一副复杂侧向抽芯热流道注塑模具。详细介绍了成型零件、浇注系统、侧向抽芯机构和温度控制系统设计要点。通过在滑块与侧抽芯之间设计一个冬菇头T型扣,实现了包紧力大、倾斜角度大的侧向抽芯。通过在斜推杆底座上设计倾斜导向槽,解决了塑件脱模时的变形问题。模具结构先进合理,与同类型模具比较成型周期降低了10%,尺寸精度提高了一级,达到MT3。

波浪对蘑菇头式取水口吸气漩涡流态影响的试验研究

滨海蘑菇头式取水口进口流态受波浪影响明显,但波浪作用下的取水口吸气漩涡规律尚缺乏系统研究,如何防止进水口前产生有害吸气漩涡是进水口设计中急需解决的问题。以某滨海电厂取水口为例,采用物理模型试验方法,研究了波浪作用下的取水蘑菇头进水流态和吸气漩涡特征,分析了波浪影响下取水口防进气所需的最小淹没深度。试验结果表明,波浪会抑制取水口周缘形成稳定的吸气漩涡。取水蘑菇头在淹没深度不足时会随着波浪周期产生间歇式吸气,但进气量要比持续波谷水位时小。在预防有害吸气漩涡方面,波浪的存在可降低临界淹没深度值,设计实践中可对淹没深度规范公式(Gordon公式)加以修正使用,而修正系数的取值应根据波浪要素和取水口结构形式确定。研究结果可为类似工程设计提供参考。

基于复合左右手传输线的新型蘑菇形天线

针对传统蘑菇阵列由于馈电点偏离中心导致的交叉极化增大等问题,本文提出了一种新型蘑菇形结构,并对其辐射特性进行了研究。设计并制作了一款基于该新型蘑菇形结构的2×2小型化全向天线,所设计的天线工作于2.27GHz,相对带宽1.15%,交叉极化抑制度达到35d B,天线单元结构的尺寸为0.15λ0×0.15λ0×0.01λ0,阵列结构尺寸为0.3λ0×0.3λ0×0.01λ0,具有方位面内的全向辐射方向图且方位面的不圆度小于0.15d B。

热边界条件对平板狭缝中火焰形状的影响

模拟了预混乙炔—空气火焰在平板狭缝中的传播,对不同热边界条件和点火条件下火焰形状的变化进行了研究。结果显示:在绝热边界条件下,当采用平面点火时,会形成并始终保持为郁金香状火焰;当采用火花点火时,则更倾向于形成蘑菇状火焰;在等温边界条件下,当采用平面点火时,火焰有一个由郁金香形状向蘑菇形状的转变过程,而采用火花点火时恰好相反。不同的转变过程说明,壁面散热对郁金香状火焰的形成具有双重作用。当壁面散热对燃烧影响较大时,会抑制郁金香状火焰的形成;而当壁面对流场流动影响较大时,火焰又会促进郁金香状火焰的形成。

基于数值模拟的蘑菇状喷雾液柱形成机理

采用MARS法对初始喷雾液柱进行数值模拟,得到顶端有奇特的蘑菇状结构的喷雾液柱,与试验结果吻合。通过对喷雾液柱形成过程的分析,发现低环境压力下的喷雾液柱顶端蘑菇状的结构,是在燃油速度、空气速度、燃油压力和空气阻力的共同作用下形成的;通过对数值模拟结果影响因素的分析,发现计算时间步长、网格密度、初始液面高度、喷射压力和环境压力都对模拟计算结果有影响,说明模拟计算要选取合适的时间步长、较密的网格和合理的初始液面高度,考察喷嘴内部的压力损失。

迷宫齿蘑菇形磨损时密封泄漏特性和转子动力特性系数研究

采用基于转子多频椭圆涡动模型和动网格技术的Unsteady Reynolds-Averaged NavierStokes(URANS)方程求解方法,研究了迷宫齿蘑菇形磨损对密封泄漏特性和气流激振转子动力特性的影响,计算分析了未磨损以及磨损间隙分别为0.4、0.5、0.6mm时的密封泄漏量,流场以及转子动力特性系数。结果表明:迷宫齿蘑菇形磨损使得密封间隙内缩流面积增加,导致迷宫密封泄漏量随磨损间隙增加而增加,且当磨损间隙大于0.4mm时,泄漏量随磨损间隙增加而线性增加;迷宫齿蘑菇形磨损增加了密封的直接刚度,降低了密封交叉刚度的大小以及直接阻尼,但当磨损间隙超过0.5mm时,直接阻尼不再发生改变;随着迷宫齿蘑菇形磨损间隙增加,迷宫密封有效阻尼降低,从而使得转子稳定性降低,但仍然处于稳定范围内。

重庆万盛石林的形成时代及发育演化过程

重庆万盛石林位于万盛国家地质公园龙鳞石海景区的核心地质遗迹。构景岩层为奥陶系宝塔组龟裂纹灰岩。与万盛石林所处同一夷平面天门洞内,采集新鲜钙化沉积物样品进行铀系不平衡年龄测定,研究万盛石林开始发育年代在12.9万年以前的中更世中期。同时对成景母岩进行了岩石化学分析,具有抗溶蚀、侵蚀能力弱的特征,为典型的蘑菇状石林形成提供了物质基础;其形成由岩性、构造、气候、水文及土壤生物等条件决定。