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2.5维C/SiC复合材料经向拉伸性能

复合材料学报 2012年第2期29卷 192-198页

作者：孔春元孙志刚高希光宋迎东南京航空航天大学能源与动力学院南京210016

将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合,建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能,然后将其带入单胞模型,对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进... 详细信息

将微观尺度的强度预测模型与单胞尺度有限元模型相结合,建立了2.5维C/SiC复合材料的双尺度强度预测模型。该模型首先计算微观尺度的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能,然后将其带入单胞模型,对不同边界条件下单胞模型的弹性模量进行折减,统计单胞模型的平均应力与应变,最后得到单胞尺度的应力-应变关系和最终失效时的力学性能。通过2.5维C/SiC复合材料常温和高温条件下的经向单轴拉伸试验,得到了2.5维C/SiC复合材料经向拉伸过程的应力-应变曲线以及最终失效时的力学性能。结果表明,理论分析结果与实验值基本一致,验证了该方法的有效性。

关键词： 2.5维C/SiC复合材料双尺度模型常温和高温应力-应变行为刚度折减

沙疗对关节炎动物模型股骨强度及股动脉血流影响的试验研究与有限元分析

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沙疗对关节炎动物模型股骨强度及股动脉血流影响的试验研究与有限...

作者：孔春元新疆大学

学位级别：硕士

通过本课题组以前的研究证实沙疗对关节炎和血流均有改善作用,本文主要采用试验和有限元分析的方法研究沙疗传热对关节炎动物模型股骨力学性能和股动脉血流的影响。方法是:首先建立维医沙疗生物传热实验平台对沙子进行加热,使其沙子的... 详细信息

通过本课题组以前的研究证实沙疗对关节炎和血流均有改善作用,本文主要采用试验和有限元分析的方法研究沙疗传热对关节炎动物模型股骨力学性能和股动脉血流的影响。方法是:首先建立维医沙疗生物传热实验平台对沙子进行加热,使其沙子的表面温度达70℃,5 cm处达60℃,10 cm处达62℃,15 cm处达52℃,20 cm处达49℃,与吐鲁番的沙场温度基本相符合,同时建立沙疗实验的动物模型,将新西兰兔子右后膝关节石膏固定6周,6周后拆石膏,再随机分成两组沙疗组和对照组;然后进行沙疗实验,它的主要过程为:沙疗组预埋沙进行治疗20天,对照组不作任何处理(自由活动),20天后,首先测量动物模型股动脉的血流参数,然后从动物模型股骨取试件,沙疗组7个试件,对照组5个试件进行压缩试验,沙疗组10个试件,对照组8个试件进行三点弯曲试验,得到两组σ-ε曲线,然后进行有限元分析观察材料变形、应力场分布云图。结果:(1)通过对比有限元分析结果和传热的实验结果,可以发现有限元分析和实验参考点温度比较接近,假定有限元结果就是实际试验过程中的温度分布结果,可以发现沙子表面温度分布还是有比较大的差异,最高为71.894度,最低为47.862度,在深度方向,当深度为200毫米时,温度为52度。在进行沙疗实验室最好取热源下方的沙子,并且深度最好不要大于200毫米,同时最好将沙子拌匀,使用作沙疗的沙子温度尽可能相同。(2)沙疗组在压缩和三点弯曲时表现出比对照组要高的强度;在压缩实验时,沙疗组骨骼出现裂纹甚至密质骨从材料上脱落后,内部材料仍有较大的承载能力,对照组骨骼则更多表现为脆性断裂;沙疗组有限元模型的长半轴上所受的应力比短半轴大,所以试件在长半轴上先破坏,从长半轴方向断裂的可能性增加,这与试验结果比较吻合。(3)疾病与血液循环障碍有对应的关系,血液循环障碍势必导致血流动力学的改变。沙疗使关节炎动物模型埋沙部位下肢股动脉血流速度加快、并减轻血管阻力,这可能是维医沙疗发挥抗炎作用的机制之一;另外,血流量随着流速的增加而增加,由于整个血管的形状如鹅卵形,在整个曲率半径小的区域的血液流速相比曲率半径大的区域流速要大,同时由于鹅卵形状的血管在不同的截面之间要差一定的角度,这可能是导致血液在血管中螺旋前进的原因之一,血液在血管中螺旋前进有助于对血管壁面的冲洗,减少血液中的杂质在血管壁上的堆积,减少血管粥样硬化的形成,同时由于沙疗加快了血液流动的速度,这种旋动的效果就更加的明显。

关键词：沙疗股骨压缩强度弯曲强度血流

沙疗对关节炎兔股骨力学性能的影响及其有限元分析

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中南大学学报（医学版） 2009年第1期34卷 8-12页

作者：孔春元迪丽娜尔·马合木提卫荣新疆大学机械工程学院力学教研室乌鲁木齐830008 新疆医科大学第一附属医院中医科乌鲁木齐830054

目的:研究沙疗对患有关节炎兔子股骨力学性能的影响。方法:新西兰兔右后膝石膏固定6周,6周后拆石膏,再随机分成,沙疗组(Ⅰ组),对照组(Ⅱ组)。Ⅰ组预埋沙治疗20d,Ⅱ组不作任何处理(自由活动),20d后取试件,沙疗组7个试件,对照组5个试件进... 详细信息

目的:研究沙疗对患有关节炎兔子股骨力学性能的影响。方法:新西兰兔右后膝石膏固定6周,6周后拆石膏,再随机分成,沙疗组(Ⅰ组),对照组(Ⅱ组)。Ⅰ组预埋沙治疗20d,Ⅱ组不作任何处理(自由活动),20d后取试件,沙疗组7个试件,对照组5个试件进行压缩试验。得到两组σ-ε曲线,然后进行有限元分析观察材料变形、应力场分布云图。结果:沙疗组在压缩时表现出较高的抗压强度,对照组最大压应力统计结果低于沙疗组(P元模型的长半轴上所受的应力比短半轴大,试件在长半轴上先破坏,从长半轴方向断裂的可能性增加。结论:沙疗有助于股骨材料力学性能的改善。

关键词：股骨压缩强度有限元应力

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隐式极限状态方程可靠性灵敏度四阶矩估算

中国机械工程 2014年第7期25卷 949-953页

作者：牛序铭孙志刚孔春元宋迎东南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室南京210016

将四阶矩方法与响应面方法相结合,提出一种适用于隐式极限状态方程的可靠性灵敏度四阶矩估算方法。该方法将可靠性灵敏度计算方法与有限元方法相结合,可以准确、快速地计算具有任意分布设计变量的复杂模型可靠性灵敏度,为复杂结构可靠... 详细信息

将四阶矩方法与响应面方法相结合,提出一种适用于隐式极限状态方程的可靠性灵敏度四阶矩估算方法。该方法将可靠性灵敏度计算方法与有限元方法相结合,可以准确、快速地计算具有任意分布设计变量的复杂模型可靠性灵敏度,为复杂结构可靠性灵敏度计算提供了一种新思路。对曲柄滑块机构和压力容器管接头两个不同类型的数值算例进行了可靠性灵敏度计算,并采用Monte Carlo方法对计算结果进行了验证。结果表明,两种方法计算得到的可靠性差异很小,且四阶矩估算方法的计算效率远高于Monte Carlo方法的计算效率。

关键词：四阶矩方法响应面方法隐式极限状态方程可靠性灵敏度任意分布设计变量

Analytical Model of Elastic Modulus and Coefficient of Thermal Expansion for 2.5D C/SiC Composite

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Journal of Wuhan University of Technology(Materials Science) 2013年第3期28卷 494-499页

作者：孔春元孙志刚 NIU Xuming SONG Yingdong College of Energy and Power Engineering and State Key Laboratory of Mechanics and Control of Mechanical Structures Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

To make better use of 2.5D C/SiC composites in industry, it is necessary to understand the mechanical properties. A finite element model＇of 2.5D composites is established, by considering the fiber undulation and the porosity in 2.5D C/SiC composites. The fiber direction of warp is defined by cosine function to simulate the undulation of warp, and based on uniform strain assumption, analytical model of the elastic modulus and coefficient of thermal expansion （CTE） for 2.5D C/SiC composites were established by using dual- scale model. The result is found to correlate reasonably well with the predicted results and experimental results. The parametric study also demonstrates the effects of the fiber volume fraction, distance of warp yarn, and porosity in micro-scale on the mechanical properties and the coefficients of thermal expansion.

关键词： 2.5D C/SiC composites finite element model analytical model elastic modulus coefficient of thermal expansion

基于Matlab对成熟番茄RGB阈值的确定

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农机化研究 2008年第12期30卷 44-46页

作者：孔春元王春耀闵磊张强陈艳新疆大学机械工程学院乌鲁木齐830008

对成熟番茄进行识别是提高番茄深加工品质的保证,也是番茄收获机械中色选部分的核心。为此,如何准确地确定物料RGB三原色的阈值是非常重要的。Matlab是一款著名的数学处理软件,拥有大量的图像处理及输出函数,可以通过程序控制来快速确... 详细信息

对成熟番茄进行识别是提高番茄深加工品质的保证,也是番茄收获机械中色选部分的核心。为此,如何准确地确定物料RGB三原色的阈值是非常重要的。Matlab是一款著名的数学处理软件,拥有大量的图像处理及输出函数,可以通过程序控制来快速确定指定物料RGB阈值的最佳范围,从而进行成熟番茄的图像识别。与传统编程方法相比,这种方法具有更为简单方便和包含信息量全面等优点。

关键词：番茄 Matlab RGB阈值图像识别

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棉花打顶机主传动轴的疲劳分析

农业机械 2009年第6期 97-99页

作者：孟文王春耀樊军孔春元新疆大学机械工程学院

主传动轴是棉花打顶机中极其重要的零件之一,为了提高其可靠性,必须对其进行疲劳分析。首先进行静力分析,然后定义材料的S-N曲线,最后运用CosmosWorks对主传动轴进行疲劳分析。通过有限元分析发现,主传动轴的寿命较高,安全系数合理,这... 详细信息

主传动轴是棉花打顶机中极其重要的零件之一,为了提高其可靠性,必须对其进行疲劳分析。首先进行静力分析,然后定义材料的S-N曲线,最后运用CosmosWorks对主传动轴进行疲劳分析。通过有限元分析发现,主传动轴的寿命较高,安全系数合理,这样在设计中就可以初步估算产品的寿命,减少了设计中可能出现选用材料偏薄弱的问题。

关键词：疲劳分析使用寿命 S-N曲线 Cosmosworks

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沙疗对关节炎兔股骨力学性能影响的试验研究

沙疗对关节炎兔股骨力学性能影响的试验研究

利用Moldflow及ANSYS对鼠标下盖注塑模具的优化设计

第十届中国科协年会

作者：孔春元迪丽娜尔·马合木提卫荣新疆大学新疆医科大学

目的:研究沙疗对患有关节炎兔子股骨力学性能的影响。方法:把患有关节炎的兔子随机分成2组,Ⅰ沙疗组,Ⅱ对照组。Ⅰ组预埋沙治疗20天,Ⅱ组不作任何处理(自由活动),20天后取出大腿关节做成试件,拉伸实验时,沙疗实验组有6个试件,对照组有7... 详细信息

目的:研究沙疗对患有关节炎兔子股骨力学性能的影响。方法:把患有关节炎的兔子随机分成2组,Ⅰ沙疗组,Ⅱ对照组。Ⅰ组预埋沙治疗20天,Ⅱ组不作任何处理(自由活动),20天后取出大腿关节做成试件,拉伸实验时,沙疗实验组有6个试件,对照组有7个试件,压缩试验时沙疗组有7个试件,对照组有5个试件,通过拉压实验得到σ-ε曲线。结果:(1)沙疗组在拉伸和压缩时都表现出较高的抗拉-压强度,对照组最大拉-压应力统计结果低于沙疗组;(2)在压缩实验时,沙疗组骨骼出现裂纹甚至密质骨从材料上脱落后,内部材料仍有较大的承载能力,对照组骨骼则更多表现为脆性断裂;(3)压缩实验时,试件多从长半轴方向断裂,这是因为压缩时长半轴的应力应变较大的缘故;拉伸时,两组试件都从横截面脆性断裂。结论:沙疗有助于股骨材料力学性能的改善,本研究从力学角度进一步验证了沙疗的临床有效性。

关键词：股骨压缩强度有限元应力

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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机械 2008年第12期35卷 44-45,65页

作者：孟文樊军孔春元新疆大学机械工程学院新疆乌鲁木齐830008

随着塑料制品的广泛应用,对塑料模具设计和制造的要求也越来越高。以鼠标下盖为研究对象,应用Pro/Engineer软件设计成三维立体图,然后借助于软件Moldflow强大的分析和动态仿真功能,对其浇口位置、熔接痕和排气系统进行了优化分析,再用AN... 详细信息

随着塑料制品的广泛应用,对塑料模具设计和制造的要求也越来越高。以鼠标下盖为研究对象,应用Pro/Engineer软件设计成三维立体图,然后借助于软件Moldflow强大的分析和动态仿真功能,对其浇口位置、熔接痕和排气系统进行了优化分析,再用ANSYS软件对B板进行有限元分析。最终得到不同板厚时的变形,从中得到了最佳浇口位置和模具的相关结构。模具设计从二维发展为三维,实现了可视化设计,不但可以立体、直观地再现尚未加工出的模具体,而且真正实现了CAD/CAM/CAE一体化,是提高模具产品的设计质量、缩短模具的设计与制造周期的重要途径,也是提高塑料制品的质量及性能的重要途径。

关键词： MoldFlow 优化分析 ANSYS 有限元分析模具设计