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残余应力对脉搏波速度与动脉血压之间关系的影响

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Acta Mechanica Sinica 2023年第9期39卷 141-148页

作者：张艺星吕文瀚师明星马寅佶冯雪 School of Mechanics and Aerospace Engineering Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China Applied Mechanics and Structure Safety Key Laboratory of Sichuan Province Southwest Jiaotong UniversityChengdu 610031China Key Laboratoryof Applied Mechanics Deparment of Engineering MechanicsTsinghua University Bejing 00084China Laboratory of Flexible Electronics Technology Tsinghua UniversityBejing 100084China

通过脉搏波速度实时监测人体血压波动是目前先进的无创连续血压监测技术.以前研究中脉搏波速度和血压间的理论关系没有考虑到残余应力的影响,这会使结果不准确,特别是没有考虑动脉轴向的残余应力.本文为脉搏波速度-血压关系建立了一个... 详细信息

通过脉搏波速度实时监测人体血压波动是目前先进的无创连续血压监测技术.以前研究中脉搏波速度和血压间的理论关系没有考虑到残余应力的影响,这会使结果不准确,特别是没有考虑动脉轴向的残余应力.本文为脉搏波速度-血压关系建立了一个新的分析模型,它考虑了残余应力以及动脉的几何和材料参数对波速的影响.此外,在人体血压范围内将含有残余应力的脉搏波速度-血压关系被证明可以简化为二次函数,并详细讨论了残余应力、动脉的几何和材料参数对函数影响.

关键词：脉搏波速度人体血压残余应力二次函数血压波动动脉血压血压监测材料参数

高稳定、低电阻聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺水凝胶及其在脑机接口中的应用

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Science China Materials 2022年第8期65卷 2298-2308页

作者：刘兰兰刘亚风唐瑞涛艾骏马寅佶陈颖冯雪 Institute of Flexible Electronics Technology of THU ZhejiangJiaxing Key Laboratory of Flexible Electronics based Intelligent Sensing and Advanced Manufacturing TechnologyJiaxing 314000China AML Department of Engineering MechanicsCentre for Flexible Electronics TechnologyTsinghua UniversityBeijing 100084China Qiantang Science and Technology Innovation Center Hangzhou 310016China College of Aerospace Engineering Chongqing UniversityChongqing 400044China

硬质金属电极与柔软人体皮肤之间的界面失效会导致脑机接口器件的信号漂移和性能不稳定,影响脑电信号的精确采集.本研究设计并制备了一种聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺(PDMA-PAAM)水凝胶.将多巴胺引入到聚丙烯酰胺水凝胶中,通过多巴... 详细信息

硬质金属电极与柔软人体皮肤之间的界面失效会导致脑机接口器件的信号漂移和性能不稳定,影响脑电信号的精确采集.本研究设计并制备了一种聚多巴胺甲基丙烯酰胺-聚丙烯酰胺(PDMA-PAAM)水凝胶.将多巴胺引入到聚丙烯酰胺水凝胶中,通过多巴胺的氨基与邻苯二酚基团在有机-无机界面上建立共价和非共价相互作用提高了界面粘结力.金属电极与人体皮肤之间形成了强附着和有效模量过渡体系,PDMA-PAAM水凝胶与猪皮之间的剥离力达到22 N m^(-1).此外,通过添加氯化钠和甘油,PDMA-PAAM水凝胶具有稳定的电导率和室温下60天以上的长期使用寿命.将本研究制备的PDMA-PAAM水凝胶集成在柔性金电极上用于脑机接口,采集到的脑电信号强度和波形与同类商用产品基本一致,且PDMA-PAAM水凝胶柔性电极具有更稳定的界面.

关键词：甲基丙烯酰胺聚丙烯酰胺水凝胶非共价相互作用金属电极脑机接口商用产品柔性电极低电阻

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柔性蒙皮材料氦气渗透的细观机制

清华大学学报（自然科学版） 2011年第5期51卷 646-650页

作者：马寅佶吴清姚学锋罗欢清华大学工程力学系北京100084

该文研究了由聚芳脂纤维(vectran)平纹织物为承力层、PVF膜(tedlar)为阻氦层、聚酯薄膜(mylar)为防护层的浮空器蒙皮材料氦气渗透的细观机制。首先,根据Hagen-Poiseuille定律,推导得到了承力层等效渗透率。然后,通过氦气溶解扩散模型和... 详细信息

该文研究了由聚芳脂纤维(vectran)平纹织物为承力层、PVF膜(tedlar)为阻氦层、聚酯薄膜(mylar)为防护层的浮空器蒙皮材料氦气渗透的细观机制。首先,根据Hagen-Poiseuille定律,推导得到了承力层等效渗透率。然后,通过氦气溶解扩散模型和多层复合结构渗透模型,理论分析了各层对氦气密封性能的贡献比例,讨论了每层不同厚度对整体蒙皮材料氦气渗透率的影响,理论预测了蒙皮材料的整体氦气渗透率。最后,将实验结果与理论所得的数值进行了对比,验证了多层渗透模型的正确性。

关键词：平流层浮空器蒙皮材料渗透机制氦气泄漏微观特征

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基于数字散斑相关法的弯管残余应力测量系统

仪器仪表学报 2011年第10期32卷 2382-2387页

作者：陈涛刘检华马寅佶北京理工大学机械与车辆学院北京100081 清华大学工程力学系北京100084

为了测量圆形管件在弯曲后产生的残余应力的情况,提出了一种新的基于数字散斑相关法(DSCM)的残余应力测量方法并且搭建了对应的测量系统。利用该系统对90°弯管外圆弯曲处的残余应力进行了测量。使用电测法作为参考,验证了基于数字散斑... 详细信息

为了测量圆形管件在弯曲后产生的残余应力的情况,提出了一种新的基于数字散斑相关法(DSCM)的残余应力测量方法并且搭建了对应的测量系统。利用该系统对90°弯管外圆弯曲处的残余应力进行了测量。使用电测法作为参考,验证了基于数字散斑相关法的测量方法能够有效测定弯管内残余应力的值。实验结果表明,该方法在保证一定的测量精度的同时能够大幅度地提高测量效率,为进一步研究残余应力对弯管工艺的影响提供了基础。

关键词：光学测量残余应力数字散斑相关法弯管

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柔性电子技术中的半导体材料性能调控概述

物理学报 2021年第16期70卷 167-181页

作者：王宙恒陈颖郑坤炜李海成马寅佶冯雪清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室北京100084 清华大学柔性电子技术研究中心北京100084 浙江清华柔性电子技术研究院浙江嘉兴314000 钱塘科技创新中心杭州310016

利用柔性电子技术对半导体材料性能调控研究具有重大的科学意义及应用价值.该研究一方面突破了传统应变工程中受限于无机材料硬而脆的特性,且引入应变多为固定值的局限;另一方面也为基于无机功能材料的可延展柔性电子器件在大变形环境... 详细信息

利用柔性电子技术对半导体材料性能调控研究具有重大的科学意义及应用价值.该研究一方面突破了传统应变工程中受限于无机材料硬而脆的特性,且引入应变多为固定值的局限;另一方面也为基于无机功能材料的可延展柔性电子器件在大变形环境下的性能评估提供了理论基础.因此,柔性电子技术为针对半导体材料或其他功能材料的应变调控提供了一种新方法,将有望应用在诸多需要材料性能周期性改变的新颖领域之中.本文将首先简介柔性无机电子技术,并对其中的两大关键技术:基于纳米金刚石颗粒的减薄及转印技术进行重点阐述,并探究两大关键技术对半导体电子器件性能的影响;随后介绍半导体材料近些年在应变-能带结构耦合关系方向的研究成果,并以基于屈曲砷化镓纳米薄膜条带及量子阱结构的研究为例,阐明柔性电子技术运用于半导体材料性能调控的独特优势;最后展望应变调控半导体特性的应用方向与发展前景.

关键词：可延展柔性电子半导体材料性能调控应变-能带结构耦合关系屈曲

复合材料襟翼壁板屈曲失稳行为的栅线投影实验研究

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实验力学 2012年第5期27卷 570-575页

作者：郝文峰葛东云马寅佶姚学锋清华大学工程力学系北京100084

本文利用栅线投影测量方法研究了蜂窝夹层板、工字型及T型加筋板三种不同结构形式复合材料襟翼壁板在压缩载荷下的屈曲失稳行为,得到了不同形式结构件屈曲的全场离面位移分布规律,分析了各自的屈曲失稳模式。研究结果表明,栅线投影测量... 详细信息

本文利用栅线投影测量方法研究了蜂窝夹层板、工字型及T型加筋板三种不同结构形式复合材料襟翼壁板在压缩载荷下的屈曲失稳行为,得到了不同形式结构件屈曲的全场离面位移分布规律,分析了各自的屈曲失稳模式。研究结果表明,栅线投影测量方法在大尺度复合材料结构失稳变形测试中具有可行性;在相同面板尺寸条件下,工字型加筋复合材料襟翼壁板屈曲临界载荷最大,承载能力最强。本文结果可为飞机复合材料结构设计提供实验依据。

关键词：复合材料栅线投影襟翼壁板屈曲离面位移

数字梯度敏感方法及其在航空透明件断裂力学中的应用

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实验力学 2015年第5期30卷 607-612页

作者：郝文峰原亚南马寅佶北京航空材料研究院航空材料检测与评价北京市重点实验室北京100095 清华大学工程力学系北京100084

本文将数字梯度敏感方法用于航空透明件断裂力学问题研究。首先,基于透明材料的弹性-光学效应,建立了透明件应力状态与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系。在平面应力假设下,利用最小二乘拟合建立了I型裂纹尖端应力强度因子与光学偏... 详细信息

本文将数字梯度敏感方法用于航空透明件断裂力学问题研究。首先,基于透明材料的弹性-光学效应,建立了透明件应力状态与光线穿过透明件后的偏转角之间的关系。在平面应力假设下,利用最小二乘拟合建立了I型裂纹尖端应力强度因子与光学偏转角的关系。其次,通过数字梯度敏感方法搭建非接触光学测试平台,开展了带单边裂纹的航空有机玻璃试件三点弯曲实验,应用数字梯度敏感方法提取了I型裂纹尖端应力强度因子。最后,通过选择不同计算子区域和步长大小,分析了数字梯度敏感方法中的子区域和步长选择对计算结果的影响。研究结果表明,数字梯度敏感方法实验所得应力强度因子与经验公式计算所得结果偏差小于10%,通过增加最小二乘拟合项数以及合理的子区域和步长选择可以减小数字梯度敏感方法计算应力强度因子误差。

关键词：数字梯度敏感法光学测量航空透明件断裂力学应力强度因子

基于大变形下的蜂窝状孔洞衬底在可延展电子器件中的应用

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基于大变形下的蜂窝状孔洞衬底在可延展电子器件中的应用

2018年全国固体力学学术会议

作者：马寅佶祝锋清华大学航天航空学院应用力学教育部重点实验室武汉理工大学物流工程学院

具有开放式结构的蜂窝状孔洞衬底以其能极大程度降低生物集成器件中液体扩散及对流阻碍的优势而被广泛应用于可延展柔性电子器件系统中。但采用蜂窝状孔洞衬底的柔性电子器件的整体可延展性受孔洞衬底上蛇形连接导线的布局和位置影响很... 详细信息

具有开放式结构的蜂窝状孔洞衬底以其能极大程度降低生物集成器件中液体扩散及对流阻碍的优势而被广泛应用于可延展柔性电子器件系统中。但采用蜂窝状孔洞衬底的柔性电子器件的整体可延展性受孔洞衬底上蛇形连接导线的布局和位置影响很大从而导致其很难被精准预测。本文建立了基于大变形工况下蜂窝状孔洞衬底的理论力学分析模型,求解该模型得到大于50%的高孔隙率孔洞衬底的非线性应力应变关系并能很好的同有限元仿真吻合。利用该非线性应力应变曲线对蜂窝状孔洞衬底进行实体等效并用于蛇形导线可延展性计算中,结果显示该等效能够为粘贴在蜂窝状孔洞衬底上不同布局和位置的蛇形导线的可延展性集合提供一种趋于下限的预估方法。该研究结果所提供的系统可延展性保守预估方法为基于蜂窝状孔洞衬底的柔性电子器件提供了工程设计准则。

关键词：蜂窝状孔洞衬底本构模型可延展柔性电子器件弹性可延展性

来源： cnki会议评论

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纤维束诱导基体裂纹变形场DGS实验研究

中国科学：技术科学 2015年第5期45卷 476-482页

作者：原亚南郝文峰马寅佶刘彬姚学锋清华大学航天航空学院固体力学研究所北京100084

本文主要利用数字梯度敏感方法(DGS)和Eshelby等效夹杂理论研究纤维束与基体裂纹的相互作用机制.首先,利用DGS方法得到了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型基体裂纹尖端的位移场分布及演化规律,并提取了相应的基体裂纹尖端应力... 详细信息

本文主要利用数字梯度敏感方法(DGS)和Eshelby等效夹杂理论研究纤维束与基体裂纹的相互作用机制.首先,利用DGS方法得到了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型基体裂纹尖端的位移场分布及演化规律,并提取了相应的基体裂纹尖端应力强度因子.其次,利用Eshelby等效夹杂理论分析了碳纳米管改性纤维束模型、未改性纤维束模型的基体裂纹尖端应力强度因子的影响机制.最后,比较了碳纳米管改性纤维束夹杂和未改性纤维束夹杂两种模型中基体裂纹尖端应力强度因子的理论预测结果与DGS实验结果,吻合较好.研究成果为纤维束与基体相互作用机制提供了可靠的实验依据及理论参考.

关键词： DGS方法纤维束与基体相互作用碳纳米管改性等效夹杂理论应力强度因子