摘要：Nanoclay-enabled self-supporting printing has been emerging as a promising filament-based extrusion fabrication approach for different biomedical and engineering applications including tissue engineering. With the addition of nanoclay powders, liquid build materials may exhibit solid-like behavior upon extrusion and can be directly printed in air into complex three-dimensional structures. The objective of this study is to investigate the effect of nanoclay on the extrudability of N-isopropylacrylamide （NIPAAm） and the effect of standoff distance on the print quality during nanoclay-enabled direct printing. It is found that the addition of nanoclay can significantly improve the NIPAAm extrudability and effectively eliminate die swelling in material extrusion. In addition, with the increase of standoff distance, deposited filaments change from over-deposited to well-defined to stretched to broken, the filament width decreases, and the print fidelity deteriorates. A mathematical model is further proposed to determine the optimal standoff distance to achieve better print fidelity during nanoclay-enabled direct printing. Based on the extrudability and standoff distance knowledge from this study, NIPAAm-Laponite nanoclay and NIPAAm-Laponite nanoclay-graphene oxide nanocomposite hydrogel precursors are successfully printed into a three-layered one-dimensional responsive pattern, demonstrating the good extrudability and print quality during nanoclay-enabled printing under optimal printing conditions.

摘要：聚合物熔体的模内流动状态与模外胀大变形直接影响微挤出制品的成型质量。文中基于Carreau模型,采用数值模拟方法,研究了聚合物三腔微管挤出过程中口模壁厚差与空心度结构特征对胀大变形行为的影响。结果表明,影响挤出胀大变形程度的关键因素是口模出口附近的轴向速度分布;内外壁厚差会导致较大壁厚位置处对应的型坯厚度增大,而较小壁厚位置处的型坯厚度减小,壁厚差变化对薄壁区域壁厚变形影响较大,达到91.4%;空心度减小能提升口模出口附近轴向速度分布均匀性,减小了70.1%的变形程度;基于胀大变形规律逆向补偿设计了口模形状与尺寸,明显改善了制品成型质量。研究结果对聚合物多腔微管的口模结构优化设计具有理论意义与工程应用价值。

摘要：结构健康监测和状态评估中现有大多数研究均需要精确的荷载作用位置或详细的荷载时程,为了同时获得荷载大小和位置,构建并训练了同时具备分类和回归能力的两分支卷积神经网络,建立了融合分类问题和回归问题的损失函数,提取结构响应与荷载大小、结构响应与荷载位置间的映射关系.通过数值简支梁算例和三层试验框架验证了该方法识别结构荷载大小和位置的精度.结果表明:噪声条件下数值模型的荷载识别误差在8%以内,荷载位置识别准确率在95%以上;实际结构的荷载识别误差在18%以内,荷载位置识别准确率为100%.两分支卷积神经网络可以很好地同时识别荷载大小和位置.

摘要：研究改进了压电式小型雨量传感器外壳结构,优化了雨量测量系统的电路设计,实现了微弱电荷信号到电压信号的转换,以提高传感器的测量精度。实验结果表明,相较于传统的翻斗式雨量计,压电式小型雨量传感器误差更低,小于3%。优化后的压电式小型雨量传感器在测量精度和稳定性方面均得到了显著提升,研究结果以期为压电式小型雨量计在气象监测和农业灌溉等领域的应用提供可靠和有效的技术支持。

摘要：背景:钩椎关节作为颈椎所特有的结构,其发生、发展和发育直接影响着颈椎的稳定性和活动度,也与颈椎病的发病密切相关,深入了解钩椎关节的发育特点对颈椎病的发病类型、诊断与治疗有着重要意义。目的:利用影像学和三维重建技术对不同年龄段的颈椎钩突相关夹角进行大样本测量和观察,旨在揭示其随年龄和椎骨增长变化的特点,以及与颈椎稳定性之间的关系。方法:采用回顾性设计,将收集到的符合研究要求的1447例完整颈椎节段CT影像学资料的原始数据以DICOM格式导入Mimics 21.0软件进行后处理,并进行钩突夹角、钩突矢状位角测量,按照性别、年龄、侧别分组。结果与结论:①钩突夹角随椎序的增加呈V字形增长,其最低峰值位于C5处;总体随年龄的增长呈尖峰状,其峰值多介于30-39岁年龄范围内;②钩突矢状位角随椎序的增加呈鱼钩样增长、总体随年龄的递增也呈尖峰状,其峰值多介于20-29岁年龄范围内;钩突夹角与钩突矢状位角在侧别和性别间仅部分存在显著性差异(P<0.05);③提示钩突夹角随椎序递增呈V字形增长;钩突矢状位角随椎序递增鱼钩样增长,而2个夹角随年龄的增长总体呈尖峰状,钩突夹角在131°左右,可能与颈椎的稳定性密切相关;而钩突矢状位角在14°左右,可能对限制颈椎过度旋转有一定作用。

摘要：针对聚合物双腔微管直角挤出模具非对称流道结构,基于聚合物流动平衡原理,建立了直角挤出模具非对称流道结构参数关系。在直角挤出模具的挤出成型方向上,采用反向流道的方法计算流道长度,并对反向流道的终点进行拟合,基于拟合偏差构建了目标函数,对模具非对称流道结构进行了优化设计。根据优化结果设计制造了双腔微管直角挤出模具,并且进行了挤出成型实验。实验结果表明挤出模具非对称流道设计是合理的,证明了聚合物双腔微管直角挤出模具非对称流动平衡设计方法的正确性和有效性。

摘要：聚合物血管支架由于材料刚度较低导致其径向支撑能力相对于金属血管支架较弱,通常采用增大支架筋宽和厚度的方式来提高其径向支撑能力,但这不仅会降低支架的柔顺性能,减小血管管腔获得面积,还会增大表面覆盖率,从而增大支架内再狭窄的风险.为了设计出具有较小筋宽和厚度的聚合物血管支架,提高其径向支撑能力,本文采用一种将Kriging代理模型和有限元方法相结合的优化方法来优化支架的结构.采用Kriging代理模型建立设计目标和设计变量之间近似的函数关系,采用优化拉丁超立方抽样方法选取初始样本点,采用EI函数平衡局部和全局搜索,以便获得全局最优解.选取ART18Z聚合物支架作为算例,首先将支架的筋宽和厚度各减小0.02 mm,然后采用优化方法优化ART18Z支架的几何结构参数.数值结果表明,优化后ART18Z支架的综合服役性能得到改善,文中提出的优化方法能有效地应用于聚合物血管支架的优化设计.

摘要：针对尺寸小、壁厚不均匀、截面形状复杂的多腔微管挤出成型难度大的问题,以双腔异形微管为研究对象,在挤出过程中引入微量注气系统,采用非对称流动平衡设计方法和微细电火花成型加工技术,设计制造双腔异形微管直角挤出模具。以聚丙烯为试验材料,以双腔微管制品截面的轮廓椭圆度和壁厚均匀度为评价指标,研究微管挤出成型中主要工艺参数对制品形状精度的影响规律。试验结果表明,型腔注气量、螺杆转速、模具温度、水箱真空度和牵引速度对制品椭圆度的影响依次减弱;制品壁厚均匀度主要取决于挤出模具,基本不受工艺参数变化的影响。通过对试验规律的分析,揭示不同工艺参数对双腔微管制品截面变形的作用机理,并得出较优的工艺参数组合,获得满足设计要求的双腔微管制品。

摘要：设计制造了一可成形薄壁塑件的模具,利用正交试验方法(田口方法)进行充模试验,研究各工艺参数(注射速度、注射压力、熔体温度、注射量和模具温度等)对薄壁塑件注塑成形充模过程的影响。研究结果表明:模具温度对薄壁塑件的填充起决定性作用,注射压力和注射量是影响薄壁塑件成形的重要工艺参数,注射速度与熔体温度之间的交互作用对薄壁塑件成形的影响显著。

摘要：导视系统作为寻路的重要工具,在公共场所中具有引导访客与用户的重要作用。医院的导视设计对患者的就医体验具有重要的影响,优秀导视设计不仅能够体现医院的科学规划与良好的服务,也能够提升医院在公众心中的形象。医院的人群构成比较复杂,不同人群的生理特征、心理特征与需求都有着较大的差异。文章从不同患者群体的需求出发,分析医院导视设计中可改进之处。