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提高新型高Cr热作模具钢焊缝热疲劳性能的研究

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提高新型高Cr热作模具钢焊缝热疲劳性能的研究

作者：李超婧吉林大学

学位级别：硕士

热作模具在恶劣的工况条件下极易产生热疲劳等失效,对热作模具进行补焊修复可以提高其使用寿命,降低生产成本。本文采用TIG焊方法对新型高Cr热作模具钢进行焊接试验,主要研究低温去应力退火工艺及不同工艺参数和作用时机的脉冲电流处理... 详细信息

热作模具在恶劣的工况条件下极易产生热疲劳等失效,对热作模具进行补焊修复可以提高其使用寿命,降低生产成本。本文采用TIG焊方法对新型高Cr热作模具钢进行焊接试验,主要研究低温去应力退火工艺及不同工艺参数和作用时机的脉冲电流处理工艺对补焊试件焊缝热疲劳性能的影响规律和作用机制,并采用Ansys对放电结束瞬间的温度场和应力场进行数值模拟。结果表明,合理的低温退火处理工艺可改善热作模具钢焊缝区组织;减缓试件热疲劳裂纹的扩展速率和表面龟裂程度;减小热疲劳试件表面硬度降低趋势;降低电阻增长率,从而提高其热疲劳抗力。脉冲电流处理对热疲劳裂纹的扩展、试件表面硬度及电阻有较大影响。利用Ansys对预脉冲处理试件切口尖端附近区域温度场和应力场进行数值模拟,结果表明,切口尖端出现局部高温区(试件熔点1519℃附近)和压应力区。通过热疲劳试验优化的预脉冲处理工艺参数为:触发电压7V,电流作用时间460ms。在500次热疲劳循环后作用以脉冲电流,试件具有更优的热疲劳稳定性。

关键词：新型高Cr热作模具钢焊补热疲劳热处理电脉冲处理

女性压力性尿失禁吊带的设计及其体外力学性能评价

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纺织学报 2022年第3期43卷 38-43页

作者：方镁淇王茜李彦李超婧黎昊王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620 东华大学纺织行业生物医用纺织材料与技术重点实验室上海201620 上海宏钰医疗科技有限公司上海201400

为改善女性压力性尿失禁吊带术后侵蚀并发症,制备了菱形网孔激光切割边缘吊带和矩形网孔自锁成边吊带,分别测试了吊带网片宽度、厚度、面密度、线圈密度、密度对比系数、孔径尺寸、孔隙率和有效孔隙率,并且进行了单轴向拉伸测试与定负... 详细信息

为改善女性压力性尿失禁吊带术后侵蚀并发症,制备了菱形网孔激光切割边缘吊带和矩形网孔自锁成边吊带,分别测试了吊带网片宽度、厚度、面密度、线圈密度、密度对比系数、孔径尺寸、孔隙率和有效孔隙率,并且进行了单轴向拉伸测试与定负荷反复拉伸测试,初步分析了2款吊带的长期有效性与抗皱缩变形能力。结果表明:2款吊带均满足轻质大孔、高有效孔隙率的需求,断裂强度与断裂伸长率均无显著差异;矩形网眼吊带的弹性模量与抗弯刚度明显大于菱形网眼吊带,在2.5和16 N/cm定负荷拉伸下都具有更高的有效孔隙率和更优异的尺寸稳定性,同时具有更显著的尿道壁支撑作用,但吊带的柔软度仍需进一步改进。

关键词：女性压力性尿失禁吊带无张力尿道中段悬吊术医用纺织品织物结构体外力学性能

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医用倒刺缝合线的研究进展

纺织学报 2021年第5期42卷 178-184,192页

作者：苏梦茹邹婷陈颀超李超婧王富军王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620 上海傍云医疗科技有限公司上海200120 东华大学产业用纺织品教育部工程研究中心上海201620

为深入研究倒刺缝合线并促进其高品质产品的开发,对目前国内外倒刺缝合线的研究现状进行综述。首先回顾了倒刺缝合线的发展历程,并提出了其在临床医学实践中的性能要求;其次,详细分析了倒刺缝合线的材料、倒刺的几何形状和排列方式、止... 详细信息

为深入研究倒刺缝合线并促进其高品质产品的开发,对目前国内外倒刺缝合线的研究现状进行综述。首先回顾了倒刺缝合线的发展历程,并提出了其在临床医学实践中的性能要求;其次,详细分析了倒刺缝合线的材料、倒刺的几何形状和排列方式、止挡元件的结构及其与使用效果的相关性;此外,介绍了4种倒刺缝合线的制备方法,包括机械切割、激光切割、模具注塑和外加倒刺并固定;最后,概述了倒刺缝合线在整形美容及骨科、泌尿科、消化科、妇产科等其他外科手术中的应用和临床研究结果。研究表明,倒刺缝合线性能优良但仍存在相关临床并发症,指出了倒刺缝合线在材料、制备工艺、性能提高方面的发展方向以期在未来提供更好的产品。

关键词：倒刺缝合线倒刺结构设计生物可降解聚合物倒刺医用纺织品

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多尺度纤维支架的结构调控与性能

中国修复重建外科杂志 2019年第4期33卷 479-485页

作者：李奇薇李超婧王富军胡思寒王璐东华大学纺织学院纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

目的构建不同形貌的多尺度纤维支架,探究不同形貌结构对支架物理性能及血液和细胞相容性的影响。方法静电纺聚己内酯[poly(ε-caprolactone),PCL]/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)双组分纤维(PCL∶PVP质量比分别为8∶2和5∶5)... 详细信息

目的构建不同形貌的多尺度纤维支架,探究不同形貌结构对支架物理性能及血液和细胞相容性的影响。方法静电纺聚己内酯[poly(ε-caprolactone),PCL]/聚乙烯吡咯烷酮(polyvinylpyrrolidone,PVP)双组分纤维(PCL∶PVP质量比分别为8∶2和5∶5),并通过浸提PVP组分制备表面多孔纤维支架,根据聚合物质量比分别标记为PCL-P8、PCL-P5。另外采取溶液诱导结晶方式在PCL纤维表面形成串晶结构(shish-kebab,SK),调控结晶时间制备不同尺寸的PCL-SK纤维支架。以表面光滑的PCL纤维支架作为对照,取两种不同纤维形貌的PCL多尺度纤维支架,采用场发射扫描电镜、接触角测试、差示扫描量热仪(differential scanning calorimeter,DSC)进行性能表征;取新西兰大白兔静脉血,采用溶血和凝血实验表征支架的血液相容性;采用细胞计数试剂盒8(cell counting kit 8,CCK-8)法检测猪髂动脉内皮细胞(pig iliac artery endothelial cell,PIEC)在支架上的增殖情况,评价支架的生物相容性。结果场发射扫描电镜观察显示PCL/PVP双组分纤维提取PVP后,表面出现多孔形貌;此外,通过溶液诱导成功制备出呈现周期排列的SK结构,且结晶时间越长,片晶尺寸和周期距离越大。接触角和DSC检测示,与表面光滑的PCL纤维支架相比,PCL表面多孔和PCL-SK纤维支架的结晶度增加,PCLSK纤维支架疏水性增加,而PCL表面多孔纤维支架的疏水性无明显变化。溶血实验显示,PCL表面多孔和PCLSK纤维支架的溶血率均高于PCL纤维支架,根据美国材料与试验协会(ASTM)F756-08标准评价,所有支架均为非溶血材料,均适用于血液接触型材料。凝血实验显示培养5、10 min时,PCL表面多孔和PCL-SK纤维支架的凝血指数均高于单纯PCL纤维支架。CCK-8法检测示两种多尺度纤维支架均比PCL纤维支架更有利于PIEC增殖。结论以静电纺技术为基础,采用溶液诱导和共混物相分离方法可以构建不同形貌的多尺度纤维支架,不仅可以调控支架的表面物理化学性能,且多尺度纤维支架具有良好的血液和生物相容性,在组织工程领域具有较高的应用潜能。

关键词：多尺度纤维支架多孔表面串晶结构细胞增殖血液相容性

基于编织点起始位置及牵拉速度变化的编织角预测模型

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纺织学报 2015年第9期36卷 28-33页

作者：王晓明邹婷李超婧王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

针对二维编织过程中起始编织点位置过高或过低以及牵拉速度变化会导致编织角发生阶段性不匀的问题,通过数学建模的方法,建立编织角从不稳定状态到稳定状态过程中编织高度和编织角随时间变化的本构方程,并且预测这一过程所需的时间和编... 详细信息

针对二维编织过程中起始编织点位置过高或过低以及牵拉速度变化会导致编织角发生阶段性不匀的问题,通过数学建模的方法,建立编织角从不稳定状态到稳定状态过程中编织高度和编织角随时间变化的本构方程,并且预测这一过程所需的时间和编织的织物长度。此外,通过带芯编织方法实验验证此模型的有效性。实验结果表明,此模型能够有效地预测编织角随时间的变化以及编织角不稳定阶段编织的织物长度。

关键词：动态编织点编织角滞后性预测模型

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纺织基人工血管管壁结构对其性能的影响规律

东华大学学报（自然科学版） 2024年第3期50卷 78-84页

作者：胡婧怡李超婧毛吉富王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学生物医用纺织材料与技术行业重点实验室上海201620

为提高人工血管临床使用的安全性和有效性,研究纺织基人工血管壁结构对人工血管性能的影响规律。以涤纶复丝为原料,纬纱股数和经密为变量,制备4种不同规格的人工血管管坯试样。试样总紧度分别为79.6%、82.0%、89.2%和96.4%。分析4种不... 详细信息

为提高人工血管临床使用的安全性和有效性,研究纺织基人工血管壁结构对人工血管性能的影响规律。以涤纶复丝为原料,纬纱股数和经密为变量,制备4种不同规格的人工血管管坯试样。试样总紧度分别为79.6%、82.0%、89.2%和96.4%。分析4种不同管壁结构对人工血管水渗透性以及生物力学性能的影响。研究结果表明:管壁的水渗透性和生物力学性能与管壁织物总紧度呈指数关系;当试样经密为900根/10 cm,纬纱为双股(222 dtex/96 f),总紧度为96.4%时,性能最优。此时,孔隙率为50.95%,水渗透量仅为12.1 mL/(cm^(2)·min),周向拉伸强度达243.5×10^(-5)kN/mm,探头破裂强度达595.23×10^(-3)kN,性能最优,且优于国产商用机织涤纶人工血管,有一定的参考意义。

关键词：人工血管水渗透性生物力学性能涤纶结构

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用于骨组织再生的仿生骨膜的研究进展

中国生物医学工程学报 2020年第4期39卷 493-503页

作者：刘来俊张宇李超婧毛吉富王富军王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

骨膜是一种覆盖在皮质骨外表面(除关节外)高度血管化的结缔组织膜,富含多种骨类细胞及生长因子,在骨组织的发育和再生中起重要作用。然而,由于可用的健康骨膜数量有限,临床治疗由创伤、肿瘤和先天性疾病引起的临界尺寸的骨缺损仍面临重... 详细信息

骨膜是一种覆盖在皮质骨外表面(除关节外)高度血管化的结缔组织膜,富含多种骨类细胞及生长因子,在骨组织的发育和再生中起重要作用。然而,由于可用的健康骨膜数量有限,临床治疗由创伤、肿瘤和先天性疾病引起的临界尺寸的骨缺损仍面临重大挑战,这为开发具有与天然骨膜相似结构和功能的骨膜替代物(仿生骨膜)提供动力。综述仿生骨膜在宏观和微观水平上的性能研究现状,包括生物安全性、功能梯度性、机械稳定性、生物活性及临床可操作性。列举4种基于不同原理的仿生骨膜成型方法,并探讨各类成型方法的主要缺陷,以期为开发性能更加优异的仿生骨膜提供参考。

关键词：骨缺损骨再生仿生骨膜结构制备方法

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纤维基组织工程支架结构对细胞行为的影响

中国生物医学工程学报 2018年第3期37卷 372-379页

作者：李奇薇李超婧王富军丁雯胡思寒王璐东华大学纺织学院上海201620 纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

有效引导细胞的生长对于组织工程的发展至关重要,而目前研究表明细胞与支架的相互作用受到材料表面结构的影响,这为设计细胞诱导生长的新型支架提供理论依据。通过静电纺丝技术制备的纤维基支架可以模拟天然细胞外基质的纤维网络结构,... 详细信息

有效引导细胞的生长对于组织工程的发展至关重要,而目前研究表明细胞与支架的相互作用受到材料表面结构的影响,这为设计细胞诱导生长的新型支架提供理论依据。通过静电纺丝技术制备的纤维基支架可以模拟天然细胞外基质的纤维网络结构,对于细胞的生长和组织修复有促进作用,因此成为组织工程支架设计的研究热点。从纤维直径、空间排列、孔径等方面综述支架结构对细胞增殖、迁移、分化等行为的影响,并进一步讨论利用静电纺和静电纺复合技术制备不同纤维结构的常用方法,并展望纤维基支架的未来发展方向。

关键词：静电纺纤维直径孔径取向细胞行为

仿胶原纤维屈曲结构PPDO纤维膜的制备及性能

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东华大学学报（自然科学版） 2023年第6期49卷 1-10页

作者：魏岑魏乐倩李超婧毛吉富王璐东华大学纺织学院上海201620 东华大学纺织面料技术教育部重点实验室上海201620

为获得仿胶原纤维屈曲结构的组织工程支架,选用聚对二氧环己酮(PPDO)制备静电纺取向纤维膜,用热乙醇溶液对纤维膜进行卷曲处理以获得屈曲结构,同时利用化学反应的气体产物进行蓬松处理以增大纤维间隙,从而更好地模拟细胞外基质的结构形... 详细信息

为获得仿胶原纤维屈曲结构的组织工程支架,选用聚对二氧环己酮(PPDO)制备静电纺取向纤维膜,用热乙醇溶液对纤维膜进行卷曲处理以获得屈曲结构,同时利用化学反应的气体产物进行蓬松处理以增大纤维间隙,从而更好地模拟细胞外基质的结构形态。通过对4种不同结构的PPDO纤维膜进行性能测试与表征,评估蓬松卷曲PPDO纤维膜的性能特点。结果表明,相比PPDO取向纤维,蓬松卷曲PPDO纤维膜的水接触角由(125.26±2.33)°减小至(93.16±7.06)°,纵向拉伸强度由(4.13±0.28)MPa增大至(5.31±0.32)MPa,横向拉伸强度从(0.18±0.01)MPa增大至(0.25±0.02)MPa,细胞增殖率仍大于80%,说明其亲水性和拉伸性能得到明显改善,且纤维膜具有优异的生物相容性,证实其具有巨大的组织工程应用潜力。

关键词：聚对二氧环己酮(PPDO) 纤维膜仿生结构组织工程支架静电纺丝力学性能