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基于tpms的空气-燃油换热器流动和传热特性研究

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热能动力工程 2024年第5期39卷 123-133,174页

作者：杨晓军张雪丽李国良中国民航大学航空工程学院天津300300 中航西飞民用飞机有限责任公司陕西西安710089

为了满足航空发动机换热器高换热特性、低阻力变化的设计要求,开展三重周期极小曲面(tpms)换热器结构在航空发动机工作条件下的探索。本文选取了Gyroid, I-WP,Diamond, Primitive和Fischer-Koch S 5种具有较大潜力的tpms换热器结构展开... 详细信息

为了满足航空发动机换热器高换热特性、低阻力变化的设计要求,开展三重周期极小曲面(tpms)换热器结构在航空发动机工作条件下的探索。本文选取了Gyroid, I-WP,Diamond, Primitive和Fischer-Koch S 5种具有较大潜力的tpms换热器结构展开研究,采用数值仿真的方法,研究在航空发动机工作条件下,5种tpms换热器的流动换热特性,分析质量流量变化对传热系数和压降的影响,总结出空气侧和燃油侧的摩擦系数和努塞尔数与雷诺数的关联式,并与螺旋套管(TTHC)换热器进行对比分析。结果表明:在传热性能方面,tpms换热器传热系数沿结构横向呈周期性变化;在冷侧,tpms换热器的努塞尔数由高到低排列顺序为Primitive, I-WP,Gyroid, Diamond, Fischer-Koch S;在阻力性能方面,I-WP换热器摩擦系数最低,压降损失最小。与TTHC换热器相比,5种tpms换热器流动情况更加复杂,努塞尔数和摩擦系数均得到提高,I-WP换热器摩擦系数提升得最低,提升值为0.705;Primitive换热器努塞尔数提升得最高,提升值为为833.66。

关键词： TTHC tpms 努塞尔数摩擦系数换热器

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革命性创新星卡科技引领智能胎压产品未来

汽车维护与修理 2024年第3期 79-80页

作者：王明秩不详

tpms(Tire Pressure Monitoring System的缩写)全称胎压监测系统,是一种用于实时监测汽车轮胎气压的系统,旨在确保行车安全。tpms不仅能检测轮胎的气压,还可以监测轮胎的温度,例如在轮胎温度达到68℃时,系统将提醒驾驶人停车降温,以避... 详细信息

tpms(Tire Pressure Monitoring System的缩写)全称胎压监测系统,是一种用于实时监测汽车轮胎气压的系统,旨在确保行车安全。tpms不仅能检测轮胎的气压,还可以监测轮胎的温度,例如在轮胎温度达到68℃时,系统将提醒驾驶人停车降温,以避免轮胎爆裂的危险。

关键词：轮胎气压轮胎爆裂 tpms 行车安全胎压监测系统轮胎温度革命性创新实时监测

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基于tpms的多孔结构力学性能研究

机械强度 2022年第2期44卷 424-431页

作者：王茂华段明德杨子威张壮雅王沛韩宗政河南科技大学机电工程学院洛阳471003 洛阳北方企业集团有限公司洛阳471031 深圳大学增材制造研究所深圳518060

为探究不同tpms孔隙结构对多孔支架力学性能的影响,采用隐函数表达的tpms作为构建微观多孔结构的基础孔隙单元,通过定义距离函数构建不同结构特征的tpms多孔支架,并应用SLM制备了AlSi10Mg多孔支架;采用有限元法分析和力学试验方法,研究... 详细信息

为探究不同tpms孔隙结构对多孔支架力学性能的影响,采用隐函数表达的tpms作为构建微观多孔结构的基础孔隙单元,通过定义距离函数构建不同结构特征的tpms多孔支架,并应用SLM制备了AlSi10Mg多孔支架;采用有限元法分析和力学试验方法,研究不同孔隙结构特征对多孔tpms支架力学性能的影响,分析不同距离函数k值对Primitive(P)和F-RD多孔结构支架孔隙率、弹性模量、屈服强度和失效的影响规律。有限元分析及试验结果表明随着距离函数k的增加,P单元多孔支架的弹性模量和屈服强度呈上升趋势,而FRD单元多孔支架弹性模量和屈服强度则呈下降趋势,且相对于FRD单元,P单元构建的多孔支架更容易被压溃,通过对tpms的类型及函数k值的控制,可有效的对多孔支架孔隙率、弹性模量以及屈服强度进行调节。研究结果为组织工程骨支架设计提供了相关依据。

关键词： tpms 孔隙结构力学性能多孔支架距离函数k

宽相对密度范围tpms结构材料等效弹性模量研究

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兵器装备工程学报 2023年第11期44卷 308-315页

作者：吴宗泽王杰许阳光黄西成中国工程物理研究院总体工程研究所四川绵阳621900 中国工程物理研究院成都科学与技术发展中心成都610200 西南交通大学力学与航空航天学院成都610031

在宽相对密度范围内,为研究结构参数和相对密度对于tpms结构材料(即胞元结构)的几何特征和等效弹性模量的影响,针对4种典型的tpms结构材料,建立三维数字模型,进行单轴压缩试验与有限元模拟。结果表明:结构参数不仅可以直接调控其胞元结... 详细信息

在宽相对密度范围内,为研究结构参数和相对密度对于tpms结构材料(即胞元结构)的几何特征和等效弹性模量的影响,针对4种典型的tpms结构材料,建立三维数字模型,进行单轴压缩试验与有限元模拟。结果表明:结构参数不仅可以直接调控其胞元结构的几何特征,也可以通过相对密度作为中间变量,间接调控结构材料的等效弹性模量;等效弹性模量与相对密度随着结构参数的增加而增加,并在开闭孔转换的位置附近发生一定变化。研究结果可为tpms结构材料的设计与应用提供指导与依据。

关键词：结构材料 tpms 模拟仿真等效弹性模量相对密度

陶瓷立体光刻3D打印tpms羟基磷灰石骨支架及其性能研究

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陶瓷立体光刻3D打印TPMS羟基磷灰石骨支架及其性能研究

作者：巩磊苏州大学

学位级别：硕士

羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)由于其组成和晶体结构与生物磷灰石相似,具有良好的骨诱导性和生物相容性,因此被广泛认为是一种很有前途的骨支架材料。立体光刻技术(又称立体光固化)是一种成型速度快、精度高的3D技术,可为打印具有复杂... 详细信息

羟基磷灰石(hydroxyapatite,HA)由于其组成和晶体结构与生物磷灰石相似,具有良好的骨诱导性和生物相容性,因此被广泛认为是一种很有前途的骨支架材料。立体光刻技术(又称立体光固化)是一种成型速度快、精度高的3D技术,可为打印具有复杂多孔特征的HA骨支架提供技术支持。目前HA支架打印研究多采用数字光处理(Digital Light Processing,DLP)技术,基于增材制造思维的设计尚未给予足够重视,结构设计方面探索还不足。此外,现有浆料体系中陶瓷粉体固含量较低,导致烧结后支架收缩率过大而易开裂。针对上述问题,本文对骨支架的结构设计以及打印材料体系进行深入研究,并对打印完成后的完整支架进行力学性能及生物学性能评价。首先,在多孔支架设计方面,基于原始三周期极小曲面(Triply Periodic Minimal Surface,tpms)G、P结构,通过在原始函数增添不同三角函数项的方式,获得两种保留原有晶胞特征的变形支架G1、P1,通过更改原函数中阈值C实现四种类型支架沿XYZ任一方向的梯度变化。对支架模型进行压缩模拟仿真,得到的压缩曲线结果表明,G1型晶胞单元组成的支架具有四种结构中最高的抗压强度。在完成结构设计之后,构建用于打印的HA膏体。依据不同的分散体系、不同的粉体粒径,将膏体分成微米组和纳米组,为了增强零件强度加入级配组,并通过流变学方法研究不同组分的打印适应性。依据固含量的高低和清洗多孔结构的难易程度,确定了粉体平均粒径为2 μm,固含量为40vol%的膏体打印体系。接着对烧结后的样品进行收缩率测试和力学性能评价。40 vol%固含量样品烧结后线性收缩率约为25%;力学性能测试包括打印样条的三点弯曲试验和完整支架的单轴压缩试验,其中2 μm 40 vol%膏体的抗弯强度为25 MPa(级配组38 MPa);G1型晶胞支架有着最高的抗压强度为10 MPa,高于松质骨(1.6 MPa～4.6 MPa)。最后对烧结之后的HA样品进行生物学评价。烧结试样浸提液试验结果未表现出细胞毒性;细胞增殖试验中,细胞均能够在四种支架上粘附增殖。通过对比不同天数下细胞的荧光强度发现,G1型晶胞培养孔中荧光强度最高,这得益于G1型晶胞较大的表面积为细胞生长提供更大的场所。以上现象表明HA支架具有良好的生物相容性。本文针对制造高质量骨支架的需求,在多孔结构设计、高固含量膏体体系构建以及HA完整支架性能评价三个方面上进行深入研究,探讨了立体光刻技术在HA骨支架制造中的应用。同时,本文的研究成果为高质量骨支架的开发提供了参考。

关键词：立体光刻 HA tpms 骨支架生物相容性

钛合金多孔股骨柄对骨组织应力遮挡影响的数值仿真研究

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钛合金多孔股骨柄对骨组织应力遮挡影响的数值仿真研究

作者：郭萌萌吉林大学

学位级别：硕士

髋关节置换术是目前用来治疗股骨关节损伤和炎症疼痛较为成熟的医疗手段。股骨柄是人工髋关节的重要部件,股骨柄材料和骨材料刚度差异大会引起应力遮挡现象,造成假体无菌性松动。有多孔结构的股骨柄能有效减小股骨柄与股骨间弹性模量差... 详细信息

髋关节置换术是目前用来治疗股骨关节损伤和炎症疼痛较为成熟的医疗手段。股骨柄是人工髋关节的重要部件,股骨柄材料和骨材料刚度差异大会引起应力遮挡现象,造成假体无菌性松动。有多孔结构的股骨柄能有效减小股骨柄与股骨间弹性模量差异,降低应力遮挡影响。3D打印技术可以根据患者实际情况打印出复杂的具有多孔结构的金属植入物,为制造有多孔结构的股骨柄提供了可能。本文做了如下工作:基于股骨CT影像建立股骨三维有限元模型,并进行有效性验证;根据股骨髓腔轮廓建立个性化实心股骨柄模型,根据目前批量生产的固定型号股骨柄建立相应模型,并对个性化实心股骨柄-股骨模型及固定型号股骨柄-股骨模型进行静力学数值仿真分析,模拟人单足站立静止状态下的受力特点,对两种模型的von Mises应力分布情况和最大值进行对比分析;选取Cube型、三周期极小曲面（triply periodic minimal surface,tpms）的Gyroid型和Diamond型（以下简称G型和D型）结构,分别对应5种孔隙率（55%、60%、65%、70%和75%）进行建模,并通过均匀化方法计算等效刚度矩阵;将个性化实心股骨柄与多孔结构结合,建立多孔部分的孔隙率呈均匀分布的全、非全多孔股骨柄模型,孔隙率呈梯度变化的横向梯度全、非全多孔和纵向梯度全、非全多孔股骨柄模型;将等效刚度矩阵赋予相应多孔部分,对建立的48种个性化多孔股骨柄-股骨模型进行静力学数值仿真模拟,并对各模型的股骨柄-股骨界面平均von Mises应力、平均界面切应力及股骨最大应变能密度进行对比分析。研究结果表明,与固定型号股骨柄相比,个性化股骨柄能与股骨形状高度契合,获得更好的初始稳定性。相较于实心股骨柄,Cube型、G型和D型多孔结构的股骨柄明显增加了股骨和股骨柄接触界面近端的平均von Mises应力,且孔隙率越高,平均von Mises应力越大,表明高孔隙率的多孔结构可以更明显地减弱股骨近端应力遮挡效应。相同孔隙率下,与Cube型和G型多孔股骨柄相比,D型均匀多孔和纵向梯度多孔股骨柄对提高股骨近端平均von Mises应力效果更显著。其中,D型均匀全多孔股骨柄使股骨近端平均界面切应力较股骨其它部位变化更缓慢,更有利于提高假体近端稳定性。当D型均匀全多孔股骨柄的孔隙率为75%时,股骨近端有更大的最大应变能密度,更有利于刺激股骨近端骨组织生长。本文得到如下结论:以股骨髓腔形状为依据设计的个性化股骨柄有更好的假体初始稳定性;较高孔隙率的D型全多孔股骨柄对骨组织应力遮挡影响最小,有利于股骨柄和骨组织共同承担载荷。本文为髋关节置换术的患者设计了具有多孔结构的个性化股骨柄,为临床股骨柄的选择和设计提供理论依据。

关键词：个性化股骨柄 tpms 均匀化方法有限元分析应力遮挡

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多无线传感模式的tpms设计

传感技术学报 2016年第3期29卷 456-461页

作者：梁涛杨伟达杨玉坤王睿河北工业大学控制科学与工程学院天津300130

据统计,轮胎气压异常是导致汽车发生交通事故的主要因素,而事实已经证明轮胎压力监测系统tpms(Tire Pressure Monitoring System),能有效的监测轮胎的实时气压状况,并在轮胎气压出现异常时对驾驶者做出预警,以保障行车安全。然而,目前... 详细信息

据统计,轮胎气压异常是导致汽车发生交通事故的主要因素,而事实已经证明轮胎压力监测系统tpms(Tire Pressure Monitoring System),能有效的监测轮胎的实时气压状况,并在轮胎气压出现异常时对驾驶者做出预警,以保障行车安全。然而,目前市场上应用的轮胎压力监测系统需要接入汽车的总线网络并通过汽车仪表盘来完成胎温胎压数据的显示,这样就造成实时监测数据的更新延迟,而不能保证驾驶人员有足够充裕的时间来应对轮胎气压出现的问题。为了解决这个问题,介绍设计的一种不依附于汽车总线网络和仪表盘的多无线传感模式的轮胎压力监测系统,主要包括总体方案、硬件设计、软件设计、预测控制算法、测试结果。经试验和测试表明:此轮胎压力监测系统监测能快速高效的监测轮胎的实时气压和温度,并降低了轮胎压力监测系统的造价成本,有很强的实用性。

关键词： tpms 胎压监测传感器 ID学习机数据接收终端

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tpms的研究和设计

仪器仪表学报 2005年第Z1期26卷 441-442页

作者：张艳红张兆华刘理天清华大学微电子学研究所北京100084

简述了tpms的基本原理、发展现状和趋势。介绍了设计的一种应用于汽车电子领域的胎压传感器,该器件把压力传感器和温度传感器集成在一起,具有结构简单,系统温漂小和功耗低等特点。

关键词： tpms 压力传感器温度传感器

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tpms胎压检测系统介绍及工厂实施方案

时代汽车 2023年第24期 190-192页

作者：宋明益吉利汽车集团有限公司浙江省杭州市315336

tpms(Tire Pressure Monitoring System)作为一种轮胎压力监测系统,可以进行轮胎压力和温度等状态的监测和异常情况的报警,提醒驾驶人及时处理,提高汽车驾驶的安全性、经济性和舒适性,是智能轮胎技术的一个非常重要的应用。本文从tpms... 详细信息

tpms(Tire Pressure Monitoring System)作为一种轮胎压力监测系统,可以进行轮胎压力和温度等状态的监测和异常情况的报警,提醒驾驶人及时处理,提高汽车驾驶的安全性、经济性和舒适性,是智能轮胎技术的一个非常重要的应用。本文从tpms类型、胎压传感器信号解析、工厂标定环境要求三个方面展开分析,目的为tpms在工厂内标定提供一个较为理想的实施方案。

关键词： tpms 信号解析工位布置