微针设计与刺入过程力学问题研究进展

近年来,一种可实现无痛和微创给药以及生物微量采样分析的新技术—–微针逐渐引起了人们的广泛关注.本文首先简要介绍了微针技术的发展历史和现状,随后结合人类皮肤的力学特点,重点分析了微针设计和应用中面临的主要力学问题,特别是微针刺入力、结构强度、刚度以及药物输送技术等方面的研究进展.最后介绍了有关生物微针及仿生微针方面的最新研究进展,阐述了生物微针的特殊微纳结构和超级省力的力学原理,并分析了其对改进人造微针设计带来的重要启示.

腐蚀坑对叶轮疲劳裂纹扩展影响的概率失效分析

以概率论和断裂力学为基础,考虑参数的不确定性和随机性,应用蒙特卡洛方法对叶轮的腐蚀疲劳寿命进行分析。结果表明,腐蚀坑的存在大大降低了叶轮的疲劳裂纹扩展寿命。采用蒙特卡洛方法进行的一定可靠度和置信度下的寿命预测反映了参数的不确定性,预测的安全寿命精度更高。腐蚀疲劳寿命随着应力幅的增大而减小,随着腐蚀坑尺寸的增大而减小,随着深宽比的增大而减小,随着腐蚀坑距焊缝距离的增大而增大。

基于ADAMS的蓝莓采摘机构设计与仿真

为了提高国内蓝蓦采摘效率，设计了一种抖动式蓝蓦采摘机构。通过建立采摘机构的三维模型采收的理论分析，并用ADAMS进行了动力学仿真分析，探讨了偏心块转速与半径对采收质量的影响参数组合。仿真结果为设计制造高效蓝蓦采摘机提供了一定的理论依据，进行了振动获得了合理的。

激光增材制造工艺过程的有限元模拟

激光增材制造工艺过程中热应力的大小及变化规律显著影响加工质量和工件的可靠性,为了明确激光增材制造过程中热应力的变化,采用生死单元技术对激光增材制造过程进行模拟,并采用双椭球热源模型模拟激光热源,从而计算激光增材制造过程中温度场分布、热应变及热应力变化过程。计算结果表明,激光增材制造过程中,增材厚度、增材层数等制造工艺对整体温度场影响较大,增材厚度越大,增材层数越少,激光增材制造峰值温度越低,材料温度变化幅度越小。在激光增材制造过程中,出现明显拉应力,有可能是导致激光增材制造过程中材料断裂的重要原因。激光增材制造过程中,变化的热应力具有峰值较高,变化速度较快,持续时间较长的特点。

搅拌摩擦焊中不同搅拌头形状对搅拌头疲劳与损伤影响的数值模拟

基于DEFORM-3D有限元软件,建立了圆形、三角形、正方形等不同形状搅拌针搅拌摩擦焊接过程的完全热力耦合模型。结果显示,搅拌针形状对摩擦焊接的温度影响不大,但是对于工件材料流动性有明显影响,不同形状搅拌针会产生不同的流动速度场。三角形搅拌针的流速场最快,正方形次之,圆形搅拌针最慢,从而可以得到不同质量的焊缝。不同形状的搅拌头在不同焊接阶段受力的大小关系也不同,从而使搅拌头的疲劳寿命会有差别,在相同工况下,三角形搅拌针寿命最短,正方形搅拌针次之,圆形搅拌针寿命最长。

不同工况下机车车体碰撞过程数值模拟

对铁路内燃机车正面碰撞进行仿真分析,得到了在撞击质量和撞击速度变化时,机车车头部位的变形、速度、碰撞力以及能量的变化规律,并将碰撞力和能量的变化拟合成三维曲面形式。结果表明,碰撞产生的塑性变形主要集中在车体前端,在撞击质量或撞击速度较小时,将较快出现碰撞反弹现象;由数据点拟合的三维曲面可得到任意撞击速度和撞击质量的碰撞力和碰撞能量,为相关机车车体设计和碰撞试验提供基本数据参考。