摘要：种植技术是目前牙列缺失患者的首选方案,但对于种植体的力学性能研究仍缺少具体的研究。针对咀嚼过程中种植牙模型的应力分布情况,采用EDEM离散元软件与ANSYS Workbench有限元软件联合仿真的方法获得牙冠表面受力数据,通过质构仪压缩试验获取大豆破碎力,对仿真值进行修正,将修正值作为有限元输入条件分析种植牙的受力情况。研究结果表明,牙冠的应力最大值集中在牙尖处;种植体的应力分布集中在颈部区域;骨组织部分皮质骨比松质骨承受更大的应力。研究结果可以为种植体的结构设计提供参考。

摘要：设计了一种软体仿生吞咽装置,其具备仿人的结构尺寸、材料性能及收缩扩张的波状蠕动运动特性,可作为食道运动机理及微型机器人在食道内驱动研究的实验平台,也为改善吞咽障碍患者吞咽安全性的研究提供了新的思路。首先,提出了环形多腔软体驱动食道的结构,并通过仿真对结构参数进行了优化,提高了结构的响应性能;其次,利用3D打印技术制备带有环形腔体的软体驱动器的浇注模具,注入混合好的液态硅胶,获得硅胶材料的软体驱动器;最后,设计研究软体驱动器气压与响应特性的试验系统,并对制备的软体驱动器进行通气实验,实验数据和仿真数据高度吻合,验证了软体仿生驱动器优化设计方法的有效性。

摘要：针对目前柔性软体机械手国内外研究现状,总结了其关键技术难题与不足。以柔性软体机械手为研究对象,设计并验证了柔性软体机械手的弯曲变形特性及压力响应特性。首先设计了柔性软体机械手结构,由单向弯曲驱动器、滑移平板以及连接装置组成,建立了柔性软体机械手指理论数学模型;其次利用有限元分析软件ABAQUS基于Yeoh模型建立了柔性软体机械手指硅胶材料的本构模型;同时,利用3D打印技术制备带有腔体的单向弯曲驱动器的浇注模具,注入混合好的液态硅胶,获得硅胶材料的柔性软体机械手指;最后开展了单向弯曲驱动器弯曲变形仿真及实验,验证了柔性软体机械手指的弯曲变形特性及压力响应特性,并验证了理论数学模型的准确性。

摘要：为了提高机械油泵轴的耐磨性、减少油泵轴工作过程中的磨损量,提出了基于L1正则化递归最小二乘ESN网络的锻压工艺优化方法。分析了油泵轴的生产工艺流程和磨损实验方法。以回声状态网络为基础,为了解决训练过程中动态储备池中大量无关特征问题,将L1范数正则化约束加入到算法中,使ESN网络对特征具有自主选择能力,实现动态储备池中特征稀疏性,解决ESN网络计算量大和过拟合问题;使用递归最小二乘法优化输出权值矩阵,可以实时接受新样本对模型精度的训练和提高,综合以上两点创新,提出了L1RLS-ESN网络模型。将L1RLS-ESN网络应用于油泵轴磨损量的拟合与预测,得到了磨损量最小的对应锻压工艺。将模型优化的锻压工艺和实际锻压工艺进行对比,模型优化工艺锻压的泵轴磨损量比实际锻压工艺减少了约2倍。

摘要：常规搅拌器因其自身结构的特性,无法满足高黏性非牛顿流体的均匀搅拌。本论文拟开展一种面向非牛顿流体搅拌的组合式搅拌器设计,讨论流体搅拌特性的影响因素。以润滑脂为搅拌介质,采用Laminar模型,通过多重参考系法(Multiple reference frame,MRF)和示踪剂浓度法研究新型搅拌器内桨叶片数量、离底高度、叶片倾斜角等结构参数对搅拌过程中单位体积搅拌功率、混合时间、有效搅拌体积分数的影响。结果表明该组合式搅拌器能够应用于高黏性非牛顿流体的混合搅拌;结构参数对单位体积搅拌功率、混合时间、有效搅拌体积分数均有影响,而混合时间受影响最为显著,各结构参数对混合时间影响的主次顺序为:叶片数量>叶片倾斜角>离底高度。与初始设置相比,最优参数即叶片数量为9个、离底高度为50 mm、叶片倾斜角为45°时,对应的混合时间缩短了61.6%。研究结果能够为工业领域中类似的流体原料搅拌设计提供较好的技术参考。

摘要：为提高吞咽障碍患者的食物吞咽质量,须深入研究口腔环境下食物吞咽的舌运动规律;基于口腔吞咽的X-光运动视频,通过提取特征图像开展舌吞咽运动的规律研究,采用3种不同的方法开展舌运动轨迹方程的仿真研究。结果表明,舌运动是由舌根点和运动点组成,即舌根点轨迹类似于椭圆,而舌运动点的轨迹类似于往复运动的直线;多元非线性曲线快速拟合法、Lsqnonlin优化5次多项式函数和BP神经网络法3种方法的拟合方程的轨迹跟原始轨迹的相关系数分别为0.85、0.87和0.91,发现神经网络模型更适用于天然舌运动轨迹的研究,这将为功能食品研发和吞咽仿生装置设计提供技术参考。

摘要：义齿牙冠的形状对义齿的磨损性能有重要影响,合适的义齿牙冠形状可以有效增加义齿的使用寿命。以下颌右侧第一磨牙为研究对象,研究义齿牙尖斜度和边缘嵴对义齿磨损的影响。对标准牙颌模型进行扫描及三维模型重建,并使用义齿设计软件exocad对磨牙进行设计,通过改变牙尖斜度(平坦20°,中等30°,尖锐40°)和边缘嵴高低(包括两侧低边缘嵴、颊侧高边缘嵴和两侧高边缘嵴),建立9种不同组合的义齿结构;将模型及设计义齿导入有限元软件Abaqus中进行咀嚼应力分析;利用咀嚼机器人进行义齿磨损实验,分析其磨损情况。结果表明:在牙尖斜度20°~40°范围内,低边缘嵴的情况下,牙尖斜度每增加10°,最大应力值与主要磨损平均应力分别增长5.05和0.75 MPa,而边缘嵴较高时,牙尖斜度每增高10°,最大应力值与主要磨损平均应力分别增长3.61和0.31 MPa;相同咀嚼条件下,牙尖斜度越高,义齿磨损越大,而高边缘嵴能改善义齿磨损情况。

摘要：高等教育教学改革需要落实到具体课程教学中,该文以有限元法在机械设计方向的本科教学为例,探索如何实现课程理论和实践的结合,进而提高本科的教学质量。对有限元法进行教学设计时,首先把握好该课程的核心知识,抓住有限元法的关键问题,构建学生的原有经验;同时结合学生的学习特点开展教学设计,注重对教材的开发与拓展,并尝试运用以学生为中心的教学方法;还要积极为学生创设实践学习条件,注重有限元法在实践中运用。

摘要：针对工程制图教学目前存在的主要问题,采用以微课为基础的翻转课堂教学模式,从微课视频设计、案例设计、课后问题设计、分组讨论设计、教师课堂教学设计五方面对工程制图进行授课。以微课为基础的翻转课堂激发了学生学习兴趣,提高了学生学习能力,并有效提高了教学效率和质量,应用效果明显。

摘要：为实现消化道类疾病检查中胶囊机器人的转动、前进等复合运动的驱动,课题组提出一种驱动食道诊疗胶囊的设计方案,用于控制食道诊疗胶囊在食道内的运动和定位。首先,利用UG软件建立驱动机器人三维数字化模型;其次,利用拉格朗日法建立驱动机器人的动力学模型;将三维模型导入ADAMS软件,根据设计要求添加运动约束;最后,通过ADAMS软件完成动力学建模与仿真分析,获得驱动机器人各关节的运动特征曲线,利用ADAMS仿真分析,验证了所设计的驱动机器人具有较好的动力学特性。建立的动力学方程为后续食道诊疗胶囊的驱动控制和多物理场仿真提供了参考依据。