摘要：微针阵列作为新型透皮给药技术,受到广泛关注。通常以刺入力、刺入率和刺入深度来评价微针刺入皮肤的程度和效率。皮肤是其性能评价的基础。皮肤的物理特性主要由角蛋白丝、胶原纤维、弹性纤维和皮下组织综合决定,并且从厚度、弹性、硬度和韧性等维度反映其对微针刺入的影响。机械的、渗透的、组织的和屏障的等皮肤模型被用于解读和模拟真实皮肤的该方面功能。同样,通过皮肤力学分析后建立的包括本构模型在内的各种皮肤力学模型也从物理维度解析皮肤的力学特征。真实皮肤具有复杂性,存在差异性大、不易获取和储存,以及伦理等问题,而皮肤模型可在一定程度上代替真实皮肤辅助微针递送系统设计、开发和性能评价。本文系统回顾分析了皮肤组织的物理特性、各种皮肤模型的制备及特点、真实皮肤和模拟皮肤在评价微针穿刺性能方面的应用,为开发及建立合适的皮肤模型提供借鉴。

摘要：三维实体模型的智能生成技术是结构智能设计的核心环节。为了克服这一关键技术难题,实现结构的智能设计,提出了一种结合3D生成对抗网络(GAN)与逆向工程技术生成三维节点实体模型的方法(3D-JointGAN)。首先阐述了该方法的基本思路、相关理论和具体实现过程;然后应用该方法对实际工程的三分叉铸钢节点进行智能生成设计,并将评估筛选出的代表性节点与焊接空心球节点、仿生节点和拓扑优化节点的受力性能指标进行对比分析;最后通过3D打印技术制造出代表性节点的缩尺模型,验证了智能生成结果的可制造性。研究结果表明:基于GAN的节点模型生成方法具有强大的生成和优化能力,不仅可生成创新的、高逼真度的多种三维实体模型,并且评估筛选的代表性节点具有更优异的受力性能,其中代表性节点a、b、c相较于初始节点质量降低了22.42%、26.82%、22.62%,最大位移降低了43.71%、38.34%、42.49%,最大等效应力降低了8.29%、5.28%、6.94%。

摘要：传统十字板式节点应用广泛,但样式单一且材料布局不尽合理,为此,提出了一种基于边界平衡生成对抗网络(BEGAN)的十字板式节点新构形智能生成方法,可以生成多种造型新颖且性能更优的节点构形。基于变密度法定义最大化刚度为优化目标,通过调整优化参数获取大量不同工况下的十字板式节点拓扑优化结果,建立深度学习数据集。基于开源深度学习框架TensorFlow搭建BEGAN,深度学习数据集样本的真实分布,通过定义标签类型智能生成相应工况下的节点新方案。评估分析生成方案的新颖性、多样性、力学性能与质量,并借助三维重构技术与增材制造技术分析了智能生成节点的制造可行性与美观性。研究结果表明:该方法经过25次迭代训练即可稳定收敛,不仅能够高效地批量化智能生成创新性突出的若干节点设计新方案,满足结构设计的多元审美要求,而且能够优化节点的力学性能与材料用量,解决十字板式节点的材料布局不尽合理问题。

摘要：为了解决夹具传递给试件的振动量级的输入严重不均匀和偏离参考谱加速度均方根值的现象,依据电动振动台多点控制原理和夹具频响函数特性,建立夹具优化计算模型。以某试件夹具设计为实例,依据Nastran软件计算夹具频响函数值,根据所建优化计算模型,求出夹具最优设计参数。优化结果表明,优化后夹具传力点处的响应均方偏离度及加速度均方根值的变动范围均小于传统方法设计的夹具所求值;同时,优化后的夹具振动试验测试结果表明,传力点处实测加速度均方根值的变动范围与夹具设计阶段优化后的计算值变动范围基本一致,这就证明该优化方法是可行的和实用的,可以为振动试验实施和夹具设计提供实践和理论指导。

摘要：以单个子模块为出发点,分析死区对模块化多电平换流器(MMC)相单元总电压以及交流输出电压的影响.分析表明:在死区时间内,MMC相单元中实际处于投入状态的子模块总数与该相单元内部某一采样时刻发生投、切状态改变的子模块数相关,从而导致相单元总电压会出现短暂的过压(或欠压),不利于桥臂电抗器的运行,同时使MMC交流输出电压中出现不期望的电平数,增大了输出电压的总谐波畸变率.利用优化的均压算法减小了死区对MMC的影响,提高了输出电压的质量,研究最近电平逼近以及优化的均压算法在实现过程中面临的问题.设计一种适合于大规模MMC的控制系统硬件平台,研发了41电平三相MMC实验室样机.实验结果表明:所设计的控制系统是可行的;优化后的均压策略有效地降低了死区对MMC相单元总电压、交流输出电压以及桥臂电抗器的影响.

摘要：提出5节点的四面体单元(T5),将无网格法的面积权重应变光滑法和光滑有限元法应用于该5节点四面体单元,提出用于解决三维体积不可压缩线弹性体的算法:基于节点光滑域的选择性体积权重应变光滑模型(T5-pNVW/NVW).数值算例显示,四节点四面体单元采用基于节点的光滑有限元法(T4-NS)无法完美解决体积锁定,相比于T4-NS法,利用提出的T5-pNVW/NVW模型能够较精确地解决体积锁定问题,并完美解决应力的棋盘式波动.

摘要：针对砂性土设计3组真空预压室内模型试验,探讨真空预压过程中存在的排水机制,分析不同因素对排水机制的影响.试验结果表明,在真空预压过程中,除固结排水外,溶解气膨胀驱水也是一种重要的排水机制,而蒸发所引起的排水可以忽略不计.试样孔隙大小、水中溶解气含量是影响溶解气膨胀驱水效果的主要因素,孔隙过大或过小都会削弱溶解气膨胀驱水的作用,溶解气含量越大,则溶解气的膨胀驱水效果越好.

摘要：提出了一种逆变器的最少拍控制方案,该方案采用多环控制结构,在设计过程中考虑数字控制的一拍滞后,将其作为被控对象的组成部分来进行最少拍控制器的设计,保证了控制的快速性并获得全部的逆变输出PWM占空比范围。仿真分析显示所提方案在参数稳定的前提下,可以获得理想的最少拍控制性能。分析了最少拍数字控制的系统适应性和参数敏感性问题,在设计允许的被控对象的参数变化情况下,所提出的最少拍控制的系统可以稳定工作。一台2.4 kW逆变样机实验也证明了所提方案的可行性,在阻性负载和整流性负载下都获得了总谐波失真低于3%的输出电压波形。

摘要：为了比较割线刚度法和两维搜索法2种等效线性化方法在基于位移抗震设计中的应用,对比阐述上述2种等效方法确定等效参数的基本原理和基于位移抗震设计的步骤,同时推导分析2种方法应用下结构基底剪力设计值的差别,并通过钢筋混凝土框架结构的设计算例考察其对结构抗震设计的影响.结果表明,应用2种等效方法得到的基底剪力比值只与结构的非线性滞回模型和延性系数有关;在延性系数为3.0的情况下,按割线刚度法设计得到的基底剪力将被放大20%左右,从而使通常的结构抗震设计趋于保守.

摘要：根据试油试采工况的特点与需求,提出采用液压泵/马达作为平衡配重的移动式试油试采系统.试油试采系统采用开关磁阻电机作为主驱动电机,采用液压泵/马达和蓄能器作为配重.在下冲程时将抽油杆势能和主驱动电机输出的能量储存,在上冲程时将储存的能量释放,液压泵/马达和蓄能器组成的配重与主驱动电机共同提升抽油杆.利用质量集中法,将试油试采系统简化为三质量二联结系统,建立系统动力学模型,通过Simulink仿真得到系统动力学特性,包括抽油杆位移和速度、液压系统压力以及主驱动电机的功率.通过分析仿真结果可知,系统满足试油试采作业对于冲程冲次的要求;通过液压平衡配重提高了能量利用率,可以减小系统装机功率64.3%;电机运行工况得到改善,不对负载提供阻力矩,无负功工况,减小了对电力系统的冲击;系统结构紧凑,集成度高,便于运输.