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不同金属对喷气燃料热氧化沉积的影响
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作者 赵旭东 韩之雄 +1 位作者 贾贞健 周伟星 《燃烧科学与技术》 北大核心 2025年第1期27-34,共8页
冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用.针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况,设计了金属基底氧化沉积实验系统,研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响.实验结果表明,Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底... 冷却通道壁面上的金属对航空煤油热氧化沉积过程有一定的促进作用.针对航空煤油在金属表面的氧化结焦情况,设计了金属基底氧化沉积实验系统,研究了不同金属对航空煤油氧化沉积的影响.实验结果表明,Fe基底表面沉积量显著高于其他4种基底,沉积量为5.2 mg,而Cu和Ti表面沉积仅为0.8 mg和0.4 mg,Fe、Cr和Ni促进了脱氧和脱氢过程,并显著消耗含氧物质,而铜对喷气燃料的氧化作用最强,生成大量含氧组分,烯烃等物质被氧化后生成更多的醇和烷烃. 展开更多
关键词 RP-3航空煤油 热氧化沉积 金属元素 含氧官能团
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考虑含间隙运动副磨损的空间站机械臂动力学分析
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作者 李博 刘旭柠 +2 位作者 郭杰 王宇男 胡凯 《振动与冲击》 北大核心 2025年第12期176-183,200,共9页
以含间隙空间站机械臂机构为研究对象,分析运动副磨损对机构运动输出精度的影响。首先,结合Lankarani-Nikravesh接触碰撞力模型与LuGre滞滑摩擦力模型对机构进行动力学建模,建立磨损深度与穿刺深度、刚度系数的关系函数;其次,探究不同... 以含间隙空间站机械臂机构为研究对象,分析运动副磨损对机构运动输出精度的影响。首先,结合Lankarani-Nikravesh接触碰撞力模型与LuGre滞滑摩擦力模型对机构进行动力学建模,建立磨损深度与穿刺深度、刚度系数的关系函数;其次,探究不同间隙条件下,系统的动态响应特征;最后,将仿真结果与Archard模型相结合,分析不同条件下运动副的磨损情况,重构非规则间隙表面,求解磨损对系统动态响应的作用。结果表明,对于开环机构,间隙位置越靠近末端执行器对末端的影响越大,与航天器本体相连接的运动副磨损相对较严重,非规则间隙下,速度与加速度波动发生的时间滞后于规则间隙。 展开更多
关键词 运动副间隙 磨损 LUGRE模型 机械臂 动力学建模
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反溺水智能穿戴设备的研究进展
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作者 杨瑞梁 刘重言 《天津工业大学学报》 北大核心 2025年第4期83-94,共12页
针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智... 针对联合国和我国政府对溺水问题的高度重视,从溺水监测方式、溺水报警方式、溺水救助方式等3个角度全面概述了反溺水智能穿戴设备的研究进展,为反溺水研究提供了必要的基础资料,并比较了不同穿戴位置对救助效果的影响,分析了反溺水智能穿戴设备和基于算法的溺水监测系统的不同。总结得出:采用以心率传感器为主的多类别传感器组合其监测效果最准确;根据不同使用场景选用对应的通信方式能够最大化救援效果;将手动气囊集成到自动气囊设备中,可在溺水救援中提供最好的灵活性。本文为反溺水智能穿戴设备的下一代研发及政策制定提供了思路和方向。 展开更多
关键词 反溺水智能穿戴设备 溺水监测 溺水报警 溺水救助
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IN718合金多道激光熔化沉积熔池传热传质行为及其对组织影响的数值模拟
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作者 阮江涛 潘宏利 +1 位作者 王宇航 肖霞 《机械工程材料》 北大核心 2025年第11期87-94,共8页
以IN718合金为研究对象,考虑熔池质量、热源耗散、动量及固液相变建立三维多相流数值模型,通过单层三道激光熔化沉积试验进行了验证;采用建立的模型模拟了熔池的传热传质行为,结合试验结果分析了搭接区域重熔现象和温度梯度分布对显微... 以IN718合金为研究对象,考虑熔池质量、热源耗散、动量及固液相变建立三维多相流数值模型,通过单层三道激光熔化沉积试验进行了验证;采用建立的模型模拟了熔池的传热传质行为,结合试验结果分析了搭接区域重熔现象和温度梯度分布对显微组织的影响。结果表明:模拟得到单层三道激光熔化沉积层的最大高度和宽度与试验结果的相对误差小于6%,沉积层形貌与试验结果相似,验证了所建模型的有效性。在三道激光熔化沉积过程中熔池的最高温度先升后降再升。熔池横截面上熔体从熔池中心向两侧流动,第一道熔池横截面流场关于熔池中轴线对称,第二、三道熔池横截面流场向搭接方向倾斜;熔池纵截面流场前端形成顺时针涡流,中后端形成逆时针涡流,第二、三道熔池中后端涡流区域范围扩大,后端形成新的涡旋区。搭接区域由于发生重熔以及存在集中分布的非对称温度梯度,形成细小且沿最大热流方向(指向后续沉积位置)生长的柱状晶带。 展开更多
关键词 激光熔化沉积 传热传质 温度梯度 搭接区域 显微组织
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基于小样本人体运动行为识别的孪生网络算法
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作者 姚明辉 王悦燕 +2 位作者 吴启亮 牛燕 王聪 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期504-511,共8页
为了使用更少传感器实现更高精度的人体运动行为识别,提出基于DSC-BiGRU-Att孪生网络的方法,旨在使用加速度传感器通过深度学习网络模型,实现对人体运动行为的准确识别.基于人体运动行为多分类任务目标,以孪生网络为基本框架,将预处理... 为了使用更少传感器实现更高精度的人体运动行为识别,提出基于DSC-BiGRU-Att孪生网络的方法,旨在使用加速度传感器通过深度学习网络模型,实现对人体运动行为的准确识别.基于人体运动行为多分类任务目标,以孪生网络为基本框架,将预处理后的加速度传感器数据样本对输入孪生网络.孪生网络由2个结构相同、参数共享的深度可分离网络(DSC)、双向门控循环单元(BiGRU)和注意力机制(Att)组成.深度可分离卷积网络提取运动行为信号中的空间特征,双向门控单元提取信号中的时间特征,引入注意力机制对提取的特征进行强化,最终实现人体运动行为的识别.利用真实的数据集对所提出的DSC-BiGRU-Att孪生网络进行验证.实验结果表明,所提出的算法在样本量较少的情况下取得了较好的行为识别结果,改模型在自采集加速度数据集上的准确率为98.89%. 展开更多
关键词 深度学习 人体运动行为识别 注意力机制 深度可分离卷积 孪生网络
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面向山地环境的多无人机协同搜索攻击算法
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作者 姚明辉 师聪 +2 位作者 牛燕 吴启亮 王聪 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第3期162-172,共11页
针对多无人机在不规则山地环境下协同搜索攻击未知目标的问题,设计了一种基于蚁群优化算法(ACO)与向量直方图法(VFH)的无人机群智能自组织协同搜索攻击(IACO-VFH)算法。首先,以最大化搜索效率和攻击数量为目标建立了协同搜索攻击优化模... 针对多无人机在不规则山地环境下协同搜索攻击未知目标的问题,设计了一种基于蚁群优化算法(ACO)与向量直方图法(VFH)的无人机群智能自组织协同搜索攻击(IACO-VFH)算法。首先,以最大化搜索效率和攻击数量为目标建立了协同搜索攻击优化模型。其次,在协同搜索过程中先通过VFH方法计算无人机当前位置的代价函数,再利用代价函数改进ACO算法中的启发式函数,以提高无人机的避障性能。然后,使用信息素扩散更新与动态化递增因子来改进ACO算法中的信息素更新机制,在提升局部避障性能的同时有效兼顾搜索覆盖率。最后,仿真结果表明:在简单圆形障碍物环境中,IACO-VFH算法的平均覆盖率与平均摧毁目标数量分别比粒子群优化方法高出11.79%与2.46个,同时,在不规则山体环境中,IACO-VFH算法在保证无人机自身安全的同时,能够有效地搜索战场环境中的未知静态和动态目标。 展开更多
关键词 多无人机 山地环境 协同搜索攻击 蚁群优化 向量直方图
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高速精密磨削主轴气幕密封性能分析
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作者 张晓庆 罗雨 +3 位作者 齐向阳 李泽岩 吴承亮 王天成 《润滑与密封》 北大核心 2025年第8期100-106,共7页
气幕密封与传统非接触式密封相比,受透气效应影响小、稳定性好,在起停阶段都拥有良好的密封性能,在高速主轴上得到广泛应用。针对某高速精密磨削主轴气幕密封,基于VOF气液两相流模型进行稳态仿真分析。构建气幕密封的三维流场模型,利用... 气幕密封与传统非接触式密封相比,受透气效应影响小、稳定性好,在起停阶段都拥有良好的密封性能,在高速主轴上得到广泛应用。针对某高速精密磨削主轴气幕密封,基于VOF气液两相流模型进行稳态仿真分析。构建气幕密封的三维流场模型,利用有限元方法分析气幕密封流场的压力和速度分布,研究进气压力、转速以及各关键结构参数对密封性能的影响。结果表明:在0.1~0.15 MPa范围内出口流量与进气压力正相关,密封处于失效状态;在0.15~0.375 MPa范围内出口流量与进气压力负相关,密封开始发挥作用,逐渐阻止液态水进入主轴;转速对密封性能的影响很小,而密封间隙、进气孔直径和进气孔数目的增加使得密封性能下降;进气孔倾斜角度的增大使得密封性能先下降后提升,均压槽的宽度和深度增大则导致密封性能波动,其中槽宽为3 mm或槽深为1~1.5 mm时密封性能较好。 展开更多
关键词 气幕密封 气液两相流 密封性能 高速主轴 均压槽
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执行机构用涡卷弹簧的扭转刚度和应力研究
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作者 孙悦 邢静忠 刘新红 《机械设计》 北大核心 2025年第8期52-60,共9页
现有平面涡卷弹簧设计规范基于弯曲梁理论计算扭转刚度和弯曲应力,但平面涡卷弹簧的横截面弯曲更接近薄板弯曲。按照薄板理论导出涡卷弹簧的扭转刚度公式,给出涡卷弹簧弯曲应力的计算方法。建立有限元模型揭示薄板弯曲应力和变形沿板宽... 现有平面涡卷弹簧设计规范基于弯曲梁理论计算扭转刚度和弯曲应力,但平面涡卷弹簧的横截面弯曲更接近薄板弯曲。按照薄板理论导出涡卷弹簧的扭转刚度公式,给出涡卷弹簧弯曲应力的计算方法。建立有限元模型揭示薄板弯曲应力和变形沿板宽的变化规律,发现泊松效应引起薄板翘曲变形导致出现横向应力减小的现象。用有限元模型对比研究不同泊松比和板宽对薄板弯曲应力和变形的影响。建立涡卷弹簧有限元模型验证梁理论和板理论给出的弯曲应力和扭转变形。结果表明:薄板理论导出的涡卷弹簧扭转刚度更接近实际;平面涡卷弹簧的弯曲应力沿横向呈中间大、边缘小的分布;随着泊松比的增大,扭转刚度增大。 展开更多
关键词 阀门执行机构 薄板弯曲 扭转刚度 泊松效应 有限元模型
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基于IHHO算法的柔性关节机械臂奇异摄动控制 被引量:1
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作者 吴启亮 冯韵哲 李明远 《振动与冲击》 北大核心 2025年第13期200-209,共10页
针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度... 针对模型不确定的柔性关节机械臂轨迹跟踪问题,提出一种基于奇异摄动理论和改进哈里斯鹰优化(improved Harris Hawk optimization,IHHO)算法的轨迹跟踪方案。利用奇异摄动理论将原系统解耦为慢子系统和快子系统,针对快子系统,采用速度差值反馈控制以抑制柔性关节引起的振动;针对慢子系统,考虑饱和转矩输入的同时设计固定时间控制器,并采用径向基神经网络逼近模型的不确定部分,以实现机械臂的轨迹跟踪。为了解决控制算法中参数整定耗时且难以实现理想控制效果的问题,提出一种采用circle映射初始化种群,融合互利共生策略和自适应柯西变异的IHHO算法,并通过IHHO算法自动整定出最优的控制参数。通过仿真试验可知,该研究所提控制方案能有效抑制振动,具有良好的轨迹跟踪能力。 展开更多
关键词 柔性关节机械臂 改进哈里斯鹰优化(IHHO)算法 奇异摄动 定时控制
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空间连杆引纬机构的刚柔耦合磨损分析 被引量:2
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作者 李博 刘旭柠 +3 位作者 郭杰 胡凯 畅博彦 魏展 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期186-192,共7页
为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模... 为准确预测空间连杆引纬机构间隙磨损机制,通过结合Lankarani-Nikravesh与Bai碰撞力模型,建立可变刚度与阻尼系数非连续接触碰撞力模型,采用改进的Coulomb摩擦力模型描述含间隙机构旋转铰的切向摩擦力,通过Lagrange方法对系统动力学建模;其次选取空间连杆为柔性化对象,综合Ansys与Adams分析,对空间连杆引纬机构进行刚柔耦合动力学仿真;最后将系统的动态仿真响应结果与Archard模型相结合,求解运动副磨损情况。结果表明:柔性构件可以有效缓解机构间隙碰撞的冲击作用,间隙为0.15 mm条件下,剑头加速度振荡最大幅值缩减53.2%;当间隙升至0.5 mm后,虽磨损范围大幅增加,但间隙磨损深度并未随之大幅提升。 展开更多
关键词 引纬机构 接触碰撞力模型 Coulomb摩擦力模型 刚柔耦合磨损 空间连杆
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静电场作用下航煤氧化结焦过程分析 被引量:1
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作者 赵旭东 韩之雄 +1 位作者 贾贞健 周伟星 《燃烧科学与技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期169-178,共10页
航空发动机燃烧室工作环境恶劣,导致燃油组分同溶解氧反应引发氧化沉积.通过对金属平板表面沉积的研究,分析电场对氧化结焦过程的影响.搭建了金属平板氧化结焦实验系统,对不同物理条件和电场性质下的结焦情况进行分析.研究表明:随着温... 航空发动机燃烧室工作环境恶劣,导致燃油组分同溶解氧反应引发氧化沉积.通过对金属平板表面沉积的研究,分析电场对氧化结焦过程的影响.搭建了金属平板氧化结焦实验系统,对不同物理条件和电场性质下的结焦情况进行分析.研究表明:随着温度升高、表面粗糙度增加,结焦量增多;金属对焦体有催化作用而改变结焦形貌;电场的加入使焦体颗粒的粒径和融并现象发生变化,采用负电场时,表面结焦量大幅降低,焦体内部元素含量和结构发生改变,电场强度使结焦颗粒间排斥作用增大,抑制结焦过程,采用正电场时由于电场方向的改变促进了沉积向壁面的移动,使结焦量增加. 展开更多
关键词 金属平板 航空煤油 氧化结焦 电场 影响因素
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应用于太阳能储热的膨胀石墨/石蜡复合相变材料的制备与热性能 被引量:2
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作者 许立宪 张勇 +1 位作者 梁诺 张旭 《天津工业大学学报》 CAS 北大核心 2024年第4期36-43,共8页
为了改善太阳能储热用相变材料的性能,以石蜡为基材,通过添加分散剂和不同质量分数的膨胀石墨,制备出具有良好热性能的复合相变材料。实验测试复合相变材料在熔化和凝固过程的温度变化,分析复合相变材料的蓄放热特性,并采用参比温度法... 为了改善太阳能储热用相变材料的性能,以石蜡为基材,通过添加分散剂和不同质量分数的膨胀石墨,制备出具有良好热性能的复合相变材料。实验测试复合相变材料在熔化和凝固过程的温度变化,分析复合相变材料的蓄放热特性,并采用参比温度法得出复合相变材料的主要热物性参数。数值模拟复合相变材料的熔化过程,比较分析温度的模拟值与实验数据,研究复合相变材料的固液相变化规律和微观流场。结果表明:添加膨胀石墨可增强相变材料的传热,提高相变材料的蓄、放热性能,添加1.5%膨胀石墨的相变材料的热传导率是纯相变材料的1.49倍;随着膨胀石墨的添加量增加,复合相变材料黏度增大,使对流换热强度减弱,同时复合相变材料的潜热也逐渐降低,使蓄热量减小;膨胀石墨添加量(质量分数)为1.0%的复合相变材料蓄放热性能最佳,放热时间比纯相变材料缩短38.06%;膨胀石墨的添加量越高,复合相变材料的熔化速率越快;膨胀石墨添加量为1%的复合相变材料蓄放热性能最佳。 展开更多
关键词 太阳能储热 复合相变材料 热导率 相变潜热 数值模拟
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跳跃运动中不同护膝条件下膝关节半月板应力场的数值研究
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作者 阮江涛 孟洋洋 +1 位作者 张银光 肖霞 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期111-117,共7页
目的 采用数值模拟方法,建立人体膝关节肌骨系统生物力学模型,并将人体动力学模型模拟跳跃运动时所获得的运动学和动力学信息作为模型驱动数据,进而分析不同热力耦合护膝条件下膝关节半月板的应力场分布特征。方法 基于受试者CT与MRI断... 目的 采用数值模拟方法,建立人体膝关节肌骨系统生物力学模型,并将人体动力学模型模拟跳跃运动时所获得的运动学和动力学信息作为模型驱动数据,进而分析不同热力耦合护膝条件下膝关节半月板的应力场分布特征。方法 基于受试者CT与MRI断层扫描图像,构建包括骨、关节软骨、半月板、韧带和膝关节外围软组织的较真实人体膝关节模型,依据跳跃运动全周期分析选择蓄力起跳、落地冲击两个半月板损伤风险较大的位姿步态进行模拟,分析4种不同热力耦合护膝条件下膝关节半月板的应力场特征,讨论半月板峰值应力及其应力集中区域的变化,探究半月板损伤以及佩戴护膝的防护功效和力学依据。结果 膝关节内侧半月板前角是应力集中的易受损区域;在热力场耦合护膝条件下,内侧半月板应力集中区域由其狭长且薄弱的前角转移至其较为宽厚的中部,且峰值应力显著降低;内、外侧半月板的峰值应力接近,表明两者共同承担外载,且半月板应力集中区域面积减小。结论 热力场耦合护膝对于膝关节半月板的损伤具有良好防护作用。数值模拟研究结果可以为热力多功能护膝的设计提供理论支撑和技术指导。 展开更多
关键词 半月板 热力耦合 护膝 应力场 跳跃运动 数值模拟 肌骨系统
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穿戴经验对飞机救生衣穿戴的影响分析
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作者 杨瑞梁 李玲一 +1 位作者 张智俊 朱尚毅 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期206-213,共8页
为更好地分析穿戴经验对航空救生衣穿戴的影响,搭建航空座椅平台,选用32名学生分别进行5次救生衣穿戴试验,分析该穿戴试验的合格穿戴情况,将每人的穿戴过程分段计时,使用SPSS软件研究对5次穿戴试验的穿戴总时间、取包时间、拆包时间和... 为更好地分析穿戴经验对航空救生衣穿戴的影响,搭建航空座椅平台,选用32名学生分别进行5次救生衣穿戴试验,分析该穿戴试验的合格穿戴情况,将每人的穿戴过程分段计时,使用SPSS软件研究对5次穿戴试验的穿戴总时间、取包时间、拆包时间和纯穿戴时间进行配对样本T检验,分析其前后2次穿戴的时间差异。结果表明:随穿戴次数的增加,穿戴总时间及每一步骤的平均时间都会在一定程度上下降,其中第2次相对于第1次的下降最为明显,且穿戴总时间及每一步骤与第1次相比均存在显著性差异;第3次试验后,穿戴总时间及每一步骤虽有下降但程度较弱;在下一次修订《航空用气胀式救生衣》时,建议增加取包、拆包等要求,且取包与拆包时间不应该包括在穿救生衣时间内,建议其时间分别规定为4和9 s,使飞机救生衣穿戴要求更为完善、更合乎实际情况。 展开更多
关键词 穿戴经验 飞机救生衣 穿戴总时间 配对样本T检验 显著性差异
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医用镁合金体内降解行为与表面改性研究进展 被引量:7
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作者 郑洋 张璇 +6 位作者 卢佳 何东磊 宿振宇 牛伟 于镇洋 孙荣禄 李岩 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第19期137-152,共16页
医用镁合金具有良好的生物相容性、优异的综合力学性能以及独特的可降解性,是人体非重要承力部位的理想植入材料,但是过快的降解限制了其临床应用。探索更加适合镁合金的植入部位并通过表面改性技术使其降解速率与组织修复过程达到同步... 医用镁合金具有良好的生物相容性、优异的综合力学性能以及独特的可降解性,是人体非重要承力部位的理想植入材料,但是过快的降解限制了其临床应用。探索更加适合镁合金的植入部位并通过表面改性技术使其降解速率与组织修复过程达到同步是突破临床应用瓶颈的关键。近年来,国内外研究人员研究了体内不同植入环境中镁合金的腐蚀降解机理,利用适当的表面改性技术从涂层成分设计与组织优化角度对医用镁合金的降解行为进行了调控。本文分析了腐蚀介质种类、成分、浓度、流动状态等生理环境对医用镁合金降解行为的影响机制,总结了医用镁合金在骨科、心血管科、消化内科、泌尿外科等植入环境中降解行为的差异,综述了金属涂层、无机非金属涂层、有机高分子涂层、生物功能涂层、复合涂层调控医用镁合金降解行为的研究进展,展望了基于人体特定植入部位开发生物功能性涂层的研究思路,为促进镁合金植入器械的临床应用提供参考。 展开更多
关键词 生物医用金属 可降解镁合金 降解行为 表面改性 耐蚀涂层
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基于RBF神经网络的压气机叶片面压力场预测研究 被引量:5
16
作者 姚明辉 王兴志 +1 位作者 吴启亮 牛燕 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 2023年第10期1187-1199,共13页
航空发动机压气机内部流道气流特性复杂,叶片所处的涡状流场具有高压、高速、旋转和非定常等特点,因此,亟需高效、准确地计算和预测压气机叶片复杂流场的气动特性.该文针对航空发动机叶片复杂流场的研究,通过计算流体动力学(computation... 航空发动机压气机内部流道气流特性复杂,叶片所处的涡状流场具有高压、高速、旋转和非定常等特点,因此,亟需高效、准确地计算和预测压气机叶片复杂流场的气动特性.该文针对航空发动机叶片复杂流场的研究,通过计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,生成不同工作状态下的叶片表面气动载荷分布.采用径向基函数(radial based function,RBF)神经网络建立压力面表面气动载荷预测模型,将神经网络建模方法与流场计算相结合,神经网络方法能够对基于CFD的数据集进行学习和训练,适当地弥补来自计算流体动力学的误差,为有效预测航空发动机压气机叶片复杂流场提供了参考渠道. 展开更多
关键词 径向基神经网络 计算流体动力学 压气机叶片流场
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