摘要：针对振动筛减振弹簧在长时间工作后会出现失效的问题,在分析减振弹簧动力学特性和有限元仿真的基础上,提出一种运用混沌理论分析检测减振弹簧故障工况的方法。首先设计振动实验监测减振弹簧在不同故障工况下的振动信号,然后通过时频分析研究不同工况下的信号差异,最后运用混沌理论计算振动信号的混沌特性参数。由此发现减振弹簧故障时系统处于混沌状态,且不同工况下最大李普诺夫指数、关联维数等具有明显差异,可以用于减振弹簧的故障检测研究。

摘要：目的对桡骨远端骨折锁定钢板结构进行优化设计,以应对骨折内固定个性化刚度需求。方法运用三维建模和计算机辅助设计软件完成桡骨远端骨折模型和常规钢板的模型构建,基于初始有限元分析结果,以轴向刚度下调33.33%且保留扭转刚度的90.00%以上作为优化目标,对常规钢板进行拓扑优化和重设计;通过有限元分析计算,对比常规钢板和优化钢板在轴向压缩和扭转工况下的内固定刚度和产生的骨折区应变。结果所获得的优化钢板轴向刚度为636.5 N/mm,下调幅度为19.7%,基本接近既定的目标刚度,优化后的扭转刚度为634.12 Nmm/°,下调幅度为8.8%,并未超出既定的目标限值;而骨折区应变变化方面,轴向应变相比切向应变呈现出更为显著的增加趋势,与刚度调控效果基本一致。结论通过拓扑优化的方法从钢板结构层面进行重设计,可实现骨折愈合的个性化内固定刚度调控。

摘要：针对我国空气污染日益严重的现状以及监测点分布不尽合理、覆盖不全面等特点,重点研究了一种城市空气质量监测系统。考虑到传统供电系统受制于电网位置的缺点,以及提高系统电源稳定性与效率的需要,利用太阳能与风能互补发电,结合最大功率追踪算法(MPPT)进行电源管理,并通过GSM实现与上位机的通信。试验结果表明,系统的能量转换效率保持在70%以上,空气质量监测的结果有较高的准确性。

摘要：[目的]对桡骨远端骨折锁定钢板进行刚度最大化设计,运用有限元方法对重设计的钢板进行生物力学评价。[方法]运用三维建模软件和有限元分析软件完成个体化钢板的原型设计并进行初始分析,基于计算结果进一步对优化原型进行拓扑优化设计;通过有限元分析计算和对比常规钢板、优化原型钢板和优化钢板的体积、不同工况下的内固定刚度以及应力分布情况。[结果]所获得的优化钢板在体积上与常规锁定钢板相当,在轴向压缩刚度和扭转刚度方面均优于常规钢板,而在两种工况条件下优化钢板的应力峰值均低于常规钢板,应力分布更为均匀。[结论]对于桡骨远端骨折的个体化治疗,锁定钢板的拓扑优化能够为骨折的内固定提供可靠的方案。

摘要：针对风力发电机抗风能力差、使用寿命不佳等特点,选用一种S型垂直轴双层叶片结构的风力发电机对试验风机进行改进。在风机叶片边沿上采用加厚型设计(作为一种配重),从而增加风轮的转动惯量,延长发电机的工作时间。正交试验和方差分析表明,转动惯量的改变可使风机的转化效率从36.12%提升到37.72%。

摘要：目的比较膝关节单髁置换术(unicompartmental knee arthroplasty,UKA)常规截骨、保留圆角截骨及全新扩大圆角截骨方法对术后胫骨近端生物力学特性的影响。方法基于Sawbones胫骨的CT数据,构建完整胫骨模型及不同截骨方式下UKA术后胫骨模型,采用轴向压缩工况对模型进行有限元分析,比较不同模型间胫骨近端应变情况及骨水泥应力差异。结果在轴向压缩工况下,扩大圆角组其截骨区皮质骨von Mises应变峰值较常规截骨组与保留圆角组有所增加,而松质骨von Mises应变峰值则分别减少24.3%~42.9%、26.0%~48.7%。对比截骨区松质骨与皮质骨von Mises应变峰值差Δεpeak,发现扩大圆角组其Δεpeak远远小于其余两组。UKA后不同模型间胫骨前内侧皮质骨最小主应变无明显差异,但较完整胫骨模型增加23.3%~34.5%。扩大圆角组骨水泥单元平均von Mises应力随着圆角半径增大呈现下降趋势,且整体均小于常规截骨组与保留圆角组。结论全新扩大圆角截骨方法可使健康骨质条件下胫骨近端应力传递更均匀,von Mises应变峰值更低,假体-骨界面压强更小,相比传统截骨方法及保留圆角截骨方法更有优势。