航空铝合金薄板在循环拉伸载荷下孔洞聚合的试验研究

通过试验发现循环拉伸载荷下含两孔洞的铝合金长条,由于两孔洞的方位不同,至少有七种疲劳裂纹引起的破坏型式。在七种不同的破坏情况下,疲劳裂纹初始寿命和疲劳裂纹扩展寿命均不同,必须分阶段评估,这也直接影响到整体疲劳寿命的预计;此时常规的、经典的疲劳裂纹扩展理论难以直接应用。

微重力下航天器舱内混合对流传热高性能数值研究

基于CPUs/GPUs架构,采用混合热格子-Boltzmann方法,对微重力环境下三维航天器舱简化模型内的混合对流问题进行了详细的非稳态数值模拟。结果表明:具有恒热流边界的元器件位于进风掠过的模型壁面中心时,热壁面平均努塞尔数^-Nu最大,换热最强;保持雷诺数Re不变而缩小模型尺寸到1:5及以下时,模型在全重力情况下与原型在无重力时的热壁面^-Nu相同,流场和温度场瞬态变化过程几乎一致,可用来指导在地面进行微重力下的实验研究;多GPUs结合格子Boltzmann方法计算的超高效率,可实现航天器电力系统和设备舱内流动换热的实时预测。

应用Mimics和HyperMesh软件建立人体下颌骨三维有限元模型

目的:探讨一种快速、精确的正常人下颌骨三维有限元建模方法。方法:对1名牙列完整、咬合关系正常的男性志愿者进行颌骨螺旋CT扫描,将获取的Dicom格式数据在Mimics 10.01软件中进行完整下颌骨3D重建,将所得的下颌骨三维几何模型转换成iges格式后,导入HyperMesh软件中完成网格划分及对材料属性进行赋值,最后导入ABAQUS 6.9对模型边界约束条件进行限制,生成完整下颌骨的三维有限元模型。结果:快速地建立了更加精确的人体完整下颌骨的三维有限元模型。联合运用HyperMesh软件和Mimics软件对下颌骨进行建模,大大提高了建模的速度以及模型的质量。结论:应用Mimics和HyperMesh软件可以快速、精确的建立人体下颌骨的三维有限元模型,为进一步的生物力学分析打下基础。

复合装甲抗侵彻性能的数值分析

用数值分析的方法分别对金属、陶瓷、纤维增强复合材料组成的层合板和由陶瓷球填充的金属四边形蜂窝夹芯结构在冲击载荷作用下的抗侵彻性能进行了模拟计算。其中冲击载荷由12.7mm直径的刚性穿甲弹模拟。研究了不同构型靶板在侵彻过程中对动能量的吸收机理,分析了两种复合靶板各组分材料的吸能特性,并比较了不同靶板的弹道极限速度V50。研究结果表明:在相同面密度条件下,层合复合靶板中具有最强抗弹性能的陶瓷层与纤维层的最佳比例是2.22,其与4340钢均质靶板相比质量减轻了33%;蜂窝填充陶瓷结构的靶板中灌注环氧树脂后其弹道极限速度提高了13%。

人体下颌骨节段性缺失的三维有限元模型的建立

目的:建立人体下颌骨颏部节段性缺失的三维有限元模型,为下颌骨缺损重建的生物力学研究提供一个仿真平台。方法选取1例牙列完整、咬合关系正常的男性志愿者进行下颌骨螺旋CT扫描,运用Mimics10.01软件读取Dicom格式的CT数据,并形成正常人下颌骨的三维几何模型,然后导入HyperMesh软件中,形成下颌骨的实体模型,并利用HyperMesh软件自带的切割工具对下颌骨颏部进行完全离断,离断后的左右下颌骨由模拟牵张器连在一起,生成的实体模型在HyperMesh软件中完成网格划分及对材料属性进行赋值,并最终形成下颌骨颏部节段性缺失的三维有限元模型。结果:建立了完全截骨牵张成骨的人下颌骨节段缺失的三维有限元模型,可模拟弧形牵张成骨,并可观察牵张过程中任意点的应力及位移情况。结论:人体下颌骨颏部节段性缺失的有限元模型的建立,为弧形牵张成骨重建下颌骨颏部节段缺失的生物力学分析奠定基础。

弧形牵张成骨重建人体下颌骨颏部节段性缺损的三维有限元研究

目的:建立下颌骨颏部节段性缺损弧形牵张成骨的三维有限元模型,研究弧形牵张成骨重建下颌骨颏部节断性缺损过程中,不断变化方向的牵张力对新骨组织形成的影响。方法:建立颏部节段性缺损的三维有限元模型,并把简化后的弧形牵张器有限元模型置入截断后的下颌骨,模拟弧形牵张成骨,并测量在弧形牵张成骨过程中下颌骨整体位移及其von Mises应力分布。结果:在未考虑唇颊侧软组织作用的前提下,弧形牵张成骨形成的新骨向舌侧生长,重建的下颌骨弧度较原下颌骨弧度变小。von Mises应力主要集中于牵张器在下颌骨的固位处。结论:在弧形牵张成骨重建下颌骨缺损过程中,牵张力本身就促使新骨组织向舌侧生长,从而使重建的下颌骨弧度较正常时小。此项研究为临床上如何克服弧形牵张成骨所形成的下颌骨弧度较小的不足,提供了一定的理论依据。