摘要：目的:通过三维有限元分析方法来观察并比较3种不同弹性模量钛合金股骨假体在羊股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。方法:采用64排螺旋CT对一健康成年羊的下肢股骨进行全长的CT扫描,扫描层厚为0.5 mm,扫描所得的数据存储为DICOM文件。将得到的DICOM文件导入到CT图像分析软件Mimics 10.0,然后利用Mimics 10.0软件来生成股骨的骨质点云数据,再将生成的骨质点云数据导入到Simpleware分析软件,通过机械加工反求中的复杂曲面造型技术建立起精确的三维实体模型。对三维实体模型进行网格划分,确定了髓腔的形状,并根据羊下肢股骨髓腔的形状设计了作者实验用的羊股骨假体模型,然后在ANSYS 12.1软件中进行网格划分。给予加载缓慢行走载荷以及扭转载荷,分析并比较羊股骨以及3种不同弹性模量钛合金股骨假体在股骨置换模型中von-Mises应力分布的情况。结果:在缓慢行走载荷以及扭转载荷条件下,3种不同弹性模量钛合金股骨假体von-Mises应力分布变化趋势一致,假体的柄颈结合部以及假体柄上1/3为应力集中区域。3种不同弹性模量的最大应力集中点均位于柄颈结合部,60 GPa弹性模量的股骨假体植入后假体的最大应力最小(37.8 MPa、29.1 MPa),股骨的最大应力最大(12.6 MPa、24.5 MPa);80 GPa的次之,假体的最大应力(38.4 MPa、33.4 MPa),股骨的最大应力(12.5 MPa、24.5 MPa);110 GPa的股骨假体植入后假体的最大应力最大(38.9 MPa、38.1 MPa),股骨的最大应力最小(12.3 MPa、24.5 MPa)。60 GPa弹性模量的股骨假体植入后的假体最大位移和相对位移均最小(缓慢行走载荷下假体最大位移为0.551 mm、相对位移为0.008 mm,扭转载荷下假体最大位移为0.730 mm、相对位移为0.011 mm)。结论:较低弹性模量的钛合金股骨假体(60 GPa)由于其弹性模量更接近于骨组织的弹性模量,股骨假体与股骨间的"应力遮挡"效应较小,更有利于应力在股骨假体及股骨间的传递,增加了股骨假体的早期稳定性,延长了其临床寿命。

摘要：超长航时无人滞空平台具有成本低、连续侦察能力强等特点,是未来新型飞行器的发展方向。该“冯如三号”高效超长航时无人滞空平台设计方案由该校本科生提出,采用了超高效气动布局、轻量化高强度复合材料、高效高可靠双环动力系统驱动及持久滞空飞行控制系统,通过车载起飞方式,在执行超长航时任务能力方面取得了全方位创新性突破。“冯如三号”高效超长航时无人机刷新了国际航联认证的“25~100 kg级油动无人机续航时间”世界纪录。

摘要：设计了面向工科试验班一年级本科生的选修课程——未来无人机系统的理论与实践。以自主研发的固定翼无人机为实践教学载体,采用案例讲解、翻转课堂、研讨式学习等教学模式开展多学科理论教学、设计挑战性机型、动手制作固定翼无人机开展基地飞行实验。实践表明,该实践课程教学模式可以提升学生参与无人机项目研发的获得感,培养学生的团队组织能力和表达能力。

摘要："科学与工程训练"是一门面向低年级本科生的体验式科研训练课程。本课程通过引入科研资源营造学术氛围,并以材料类综合性实验作为实验项目,引导学生通过团队协作针对项目要求进行信息检索、设计实验、开展实验、实验数据分析和成果分享。实践结果表明,体验式科研训练在弘扬科学精神、创新精神的同时,培养了学生的信息素养,提高了学生的实践动手能力和科研创新能力。