柔性可穿戴压电超声传感器研究进展

介绍了柔性可穿戴压电超声传感器压电层、背衬层、匹配层、封装层、电极层的结构设计和材料选择,论述了利用有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)技术进行柔性可穿戴压电超声传感器模拟设计的优势,阐述了电极图案化等柔性可穿戴压电超声传感器制造领域中的关键技术,分析了柔性可穿戴压电超声传感器在深层组织成像、血流动力学监测、促进骨损伤恢复、辅助透皮给药等领域的应用情况。展望了柔性可穿戴压电超声传感器的发展方向,指出未来可通过应用高性能信号处理技术、改进超声探测成像算法、优化传感器结构设计方案等手段,进一步提升柔性可穿戴压电超声传感器的测量准确性、使用安全性和集成化程度,促进该类传感器市场化、产业化发展。

层状C_(f)/ZrB_(2)-SiC复合材料断裂行为仿真研究

为研究层状C_(f)/ZrB_(2)-SiC复合材料断裂行为的影响因素和规律以及裂纹扩展规律和形成机理,从细观尺度建立了单边切口梁法(SENB)有限元模型,使用软件ABAQUS进行了仿真模拟。仿真计算的断裂韧性为10.01 MPa·m^(1/2),结果与试验数据基本一致,验证了有限元模型的有效性;裂纹扩展过程中多次沿界面偏折,裂纹呈阶梯状特征。在荷载-位移曲线上表现为曲线升降的变化,呈现出明显的阶梯断裂模式。断裂韧性随层厚比的增加,表现出先增大后减小的趋向,最佳层厚比约为1。断裂韧性随界面层厚度的增加呈现先上升再下降的趋势,最佳界面层厚度是200 nm。

金属-复合材料胶接结构老化脱黏行为研究进展

从加速老化试验方法、胶接结构老化规律研究以及界面脱黏数值模拟3个方面回顾了过去对于胶接结构老化脱黏行为的相关研究。重点介绍了模拟老化的各类人工加速试验方法,常用的针对老化加速试验的寿命评估模型,以及胶接结构老化后材料性能退化的规律研究。还介绍了采用虚拟裂纹闭合技术(VCCT)、内聚力模型(CZM)以及渐近损伤方法(PDM)模拟结构脱黏行为的研究现状。最后,对胶接结构老化脱黏行为的研究进行了总结与展望。

GLARE复杂截面构件低约束流体辅助成形规律

针对新一代航空制造材料玻璃纤维增强铝合金层板(GLARE),以低约束GLARE为板料制备了具有变曲率和曲面特征的异形盒形件,并采用流体辅助成形工艺进行试验,探究了压边力、液压及其加载路径对试件成形质量的影响规律,根据零件失效机理分析得到了有利于成形的最佳工艺参数,并结合优化后的液压加载路径得到复杂构件成形规律。分析了不同成形高度异形盒形件的失效形式。结果表明:在一定范围内增大压边力与液压有利于零件成形;采取较大液压加载速度并保压的路径可提高零件的成形质量。

Kriging-高维代理模型建模方法研究与改进

传统代理模型技术在处理高维问题时,由于变量维数增加使得建模所需样本数量呈指数型增长,将导致计算成本显著提高。为了构建适用于高维问题的代理模型,在DIRECT优化算法基础上,改进其初始样本点位置,实现初始样本集的扩充,并将克里金(Kriging)建模方法与高维代理模型(High-dimensional model representation,HDMR)相结合,这样可避免建立的模型陷入局部最优,提出一种改进的Kriging-HDMR建模方法。iKriging-HDMR建模方法利用高维代理模型的优点,将高维问题的响应函数等效为一系列低维函数的叠加,发挥iKriging-HDMR建模方法的优势以减少建模过程所需样本点个数,提出一种新的收敛条件,从而减小代理模型的局部误差以保证建立的代理模型具有较高的精度。通过数值算例和机器人工程应用,验证了提出方法的有效性。结果表明,所提出的iKriging-HDMR建模方法可显著减少建模所需样本点数量,具有很好的计算精度和效率。