摘要：近年来利用数字三维模型对人体全膝关节进行生物力学分析在国内外迅速发展,但是缺乏完整精细的膝关节有限元模型;同时对所建立模型的验证也比较单一,仅从韧带或者软骨受力单方面进行有效性的验证,导致模型的实用性和广泛性受到限制。目的以一种创新、高效的方法三维重建精细人体膝关节有限元模型,包括股骨、胫骨、髌骨、腓骨、股骨软骨、胫骨软骨、髌骨软骨、腓骨软骨、半月板、交叉韧带、侧韧带、髌韧带等组织结构,并对整体模型有效验证。方法利用CT和MRI医学影像,使用Mimics、3-Matic、Geomagic、Solidworks、Abaqus软件获得完整、精细的人体膝关节模型;在内外髁中点施加1 000 N竖直向下载荷,分析膝关节内外间室的力学分布及软骨的力学响应;以胫骨平台髁间隆起为参考施加134 N前向推力,模拟临床中的抽屉实验(ADT),获取各韧带组织的生物力学响应,并与现有人体实验及模型对比。结果 1 000 N载荷下,股骨软骨最大Mises应力值为2.514 MPa,半月板最大Miese应力值为7.693 MPa,胫骨软骨最大Mises应力值为1.848 MPa,均分布于膝关节的内侧;内外侧软骨接触面积分别为476.080 8 mm^2和338.446 8 mm^2;内外腔室分别承担总载荷的60.57%和39.43%。134 N载荷下,胫骨平台前端的位移量为5.687 mm;前十字交叉韧带(ACL)最大Mises应力值为28.030 MPa,后十字交叉韧带(PCL)最大Mises应力值为16.730 MPa,内侧副韧带(MCL)最大Mises应力值为4.511 MPa,外科韧带(LCL)最大Mises应力值为3.751 MPa;交叉韧带与股骨止点的最大Mises应力值为15.270 MPa。结论建立的精细膝关节三维模型很好地重塑了人体膝关节相关生物力学特性;该精细膝关节模型仿真结果与现有实验数据非常接近,证明了模型的有效性;完整、有效的精细全膝关节有限元模型将为植入物手术、人体运动分析、康复研究等打下基础。

摘要：针对双级振动式精密排种器的设计结构复杂、影响排种性能因素较多且研制时间较长的问题,为得到双级振动式精密排种器的最佳参数值,运用虚拟样机技术建立三维模型。依据设计参数研制实体样机并进行排种均匀性试验,将播种合格率作为目标值,找出样机主要工作参数对排种效果的影响规律。结果表明,对播种合格率影响最大的是输入气体压强,其次是排种盘面倾角,最后是振动方向角。最佳参数组合是输入压强为0.22MPa,排种盘面倾角为7°,振动方向角为35°。该结果为后续气动振盘工作参数的选择提供了依据。

摘要：目的应用有限元法确定运动加载方式对颈椎间盘退变后小关节力的影响。方法建立了正常颈椎(C3~7)有限元模型,并对其进行了验证。然后,通过改变正常颈椎模型的几何形态(椎间隙高度、前缘骨赘的大小、终板硬化程度)以及退化节段的重要组织(髓核、纤维环基质和终板)的材料属性,分别对轻度、中度和重度退变的颈椎进行模拟,其中C5~6节段为退变节段。在随动压缩载荷下(73.6 N),对所有模型施加1 N·m力矩以确定颈椎的运动范围、小关节力和小关节应力分布。

摘要：本文主要研究目的是针对行动能力不便的老年人,设计一个助力装置来帮助其如厕.主要研究方法是使用图像采集进行数据的收集,再对得到的数据进行建立数学模型上的数据分析计算以及使用MATLAB进行对人体坐起过程的臀部运动轨迹进行最小二乘法拟合,对得到的轨迹曲线进行机构的设计,再对机构进行产品设计.最后得到一个助力装置来帮助老年人如厕结束后起身.

摘要：目的:研究低强度脉冲超声(low-intensity pulsed ultrasound,LIPUS)对骨陷窝-骨小管系统(lacunar-canalicular system,LCS)的微观影响。方法:选取骨组织中的3个连续的骨细胞,采用SolidWorks软件建立LCS模型,再将LCS模型导入有限元分析软件COMSOL中。在LCS模型顶部进行LIPUS照射,分析不同条件下LCS模型的声场和热场分布。结果:超声照射LCS模型后,距离超声入射面越远,声场声压越小,且模型内部的声压分布具有左右对称性;LCS模型内部的声场声压会随着激励声压的增强而增大;越接近超声聚焦区域,温度等值线越密集。结论:该研究揭示了微观角度下LCS内声场和热场的分布规律,为LIPUS实验和治疗提供了理论参考。

摘要：波斯湾是“海上丝路”的一个重要节点,中国-波斯湾航线承担了中国海上石油运输量的一半左右,是中国能源进口的生命线.本文从欧洲中期天气预报中心下载精度为0.125,时间间隔为6小时的波高数据,统计分析了2012—2013年波斯湾风浪场的特征.结果表明:波斯湾第二季度波高极值(接近3m)和有效波高均值(0.6m)均高于其他季度,第一、第三、第四季度的有效波高均值均小于0.6m.通过统计分析得到比较准确的统计分析结果,掌握波斯湾波浪的分布规律,为波斯湾海域的港口建设和航运安全提供技术支持.

摘要：阵列化、集成化、智能化是近年来压电传感器的重要研究方向,因此本文设计并研制了一种用于液相检测的单片式阵列压电传感器测量系统,在单个压电晶片上制作五个电极单元,并以塑料封装的形式用于液相检测,五对电极由单片机控制选时导通,以消除测量时的共性干扰因素.采用锁相环电路和变压器支路补偿的硬件电路方式补偿晶体制作时不可避免的并联电容,以提高晶体的液相起振性能,使其工作在串联谐振频率.将所研制的测试系统用于沙门氏菌的生物检测中,有较好的测试效果.

摘要：目的关节软骨一旦出现裂纹损伤,其力学性能会发生改变,而先前研究中,针对受损关节软骨的探究多集中在弯曲与压缩,对于拉伸性能研究较少。本研究预先对软骨层制造裂纹缺损,测试其单轴准静态拉伸性能与循环拉伸载荷下的棘轮性能。方法选取新鲜成年猪膝关节的关节软骨,制备含裂纹缺损的软骨层试样。针对试样进行3个部分的研究。第1部分测试含裂纹软骨不同应力率下的拉伸性能。第2部分测试含裂纹软骨蠕变性能。第3部分测试循环拉伸载荷下含裂纹软骨的棘轮性能,并考察不同加载频率与不同应力幅值的影响。同一条件下的实验均进行3次。结果单轴拉伸载荷下,随着应力速率的升高,试件达到相同应变所需的应力逐渐增大。试件的弹性模量随应力率的增加而增加。试件的蠕变应变随拉应力水平的提高而增大,蠕变柔量随拉应力水平的提高而降低。循环拉伸载荷下,试样棘轮应变在200圈内迅速上升,200圈以后上升逐步减缓,应力-应变滞回环也随循环圈数的增加而由稀疏变得密集。相同加载频率下棘轮应变随应力幅值的增大而增大。相同应力幅值下棘轮应变随加载频率的增加而减小。结论本研究的结果表明,在单轴准静态拉伸载荷下,含裂纹软骨的弹性模量随应力速率的增大而增大。蠕变应变随应力水平的增大而增大。在循环拉伸载荷下,含裂纹软骨会发生棘轮效应,棘轮应变随循环圈数的增加先快速增加后缓慢增加,并且棘轮应变随应力幅值的增大而增大,随加载频率的增大而减小。

摘要：在压电晶体传感器中,石英晶体微天平(QCM)因其实时、快速和高敏感度高等优点已经获得了广泛应用.本文给出一套压电晶体传感器驱动电路,该电路基于模拟锁相环的工作原理,能有效地补偿晶体的静态电容,消除相位误差,晶体可以锁定在串联谐振状态下,通过外接设备可以测得精确度较高的晶体谐振频率和动态电阻.内部振荡电路由芯片MC12148外接变容二极管实现,可接入很宽的频率范围内的晶体进行使用.

摘要：随着社会经济的快速发展,汽车生产制造过程中,底盘与车身有复杂的合装工艺工序,需要耗费很长时间,是汽车总装车间自动化与节拍提高面临的首要问题。合装质量与汽车品质、生产质量、效率及产量等指标联系紧密。基于此,文章论述了汽车总装整体式自动合装工艺规划要点,希望对相关领域研究有所帮助。