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人工韧带体外摩擦磨损测量方法

清华大学学报（自然科学版） 2024年第3期64卷 432-441页

作者：黄秀玲郑晔赖卫国朱俊俊华子恺上海大学机电工程与自动化学院上海200444 上海利格泰生物科技有限公司上海201712

人工韧带是韧带重建术中的重要植入物,临床上常见因摩擦磨损而导致人工韧带断裂失效等不良事件,因此磨损被认为是影响人工韧带使用寿命的重要因素之一。针对目前人工韧带体外摩擦磨损测量方法不明确,以及缺少摩擦磨损情况量化研究方法... 详细信息

人工韧带是韧带重建术中的重要植入物,临床上常见因摩擦磨损而导致人工韧带断裂失效等不良事件,因此磨损被认为是影响人工韧带使用寿命的重要因素之一。针对目前人工韧带体外摩擦磨损测量方法不明确,以及缺少摩擦磨损情况量化研究方法等问题,该文对人工韧带进行了2.0×10^(6)次体外磨损试验,测量人工韧带磨损量并获取其磨损表面形貌,对磨损产生的磨屑进行提取与表征。结果显示:经2.0×10^(6)次磨损后,人工韧带磨损率为(6.94±2.30) mg/10^(6)次;人工韧带磨损后表面部分组织起毛且编织状结构受损,丝线排序松散并出现断裂;从润滑介质中提取的磨屑大部分呈类球状,少部分呈纤维条状,且小尺寸磨屑较多,大尺寸磨屑较少。该研究结果可为完善人工韧带的体外磨损测试标准提供有力的参考依据。

关键词：人工韧带摩擦磨损测量方法磨屑分离提取

小半径曲线节段拼装箱梁设计和施工关键技术研究

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桥梁建设 2024年第2期54卷 124-130页

作者：李福鼎上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司上海200092

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚... 详细信息

为推动小半径曲线节段拼装箱梁在立交匝道桥梁中的应用,对该类桥梁受力特性、合理构造以及梁段制造、架桥机施工、拼装线形控制等关键技术进行研究。分析曲线半径对该类箱梁弯扭耦合和湿接缝受力的影响;研究梁高、腹板厚度和顶、底板厚度对梁剪扭承载力的影响;为适应平面曲线行走和吊装的需求,总结架桥机拼装施工过程中主要采用的转弯过孔、偏位和斜置起吊调整以及尾部喂梁关键技术;分析拼装过程中产生的轴线偏差和横向位移及线形控制措施。结果表明:曲线半径小于250 m的节段拼装箱梁需考虑弯扭耦合作用,曲线半径小于100 m时湿接缝截面的抗扭承载力和剪扭允许应力已不能满足要求;提高截面抗剪扭承载力最有效的构造措施是增加腹板厚度,其次是增加顶、底板厚度;曲线半径越小,小半径节段梁拼装轴线偏差越大、轴线横向位移越大,应根据曲线半径来规定安装精度验收标准、根据成桥轴线横向变形设置横向预拱度。

关键词：节段拼装箱梁小半径曲线梁弯扭耦合受力特性合理构造架桥机施工拼装线形控制

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强迫振动下垂直管道固液两相流数值模拟研究

力学学报 2024年第3期56卷 586-596页

作者：万初一范祖相周岱韩兆龙朱宏博包艳上海交通大学船舶海洋与建筑工程学院上海200240 上海齐耀动力技术有限公司上海200240

粗颗粒固液两相流的管道输运适用于深海采矿工程.扬矿管道在流致振动作用下的内部固液两相流的输运机理尚未被完全探究.因此,采用计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的方法,分析不同粒径、不同振动频率与振幅和不同浓度工况下在强迫... 详细信息

粗颗粒固液两相流的管道输运适用于深海采矿工程.扬矿管道在流致振动作用下的内部固液两相流的输运机理尚未被完全探究.因此,采用计算流体动力学(CFD)与离散元(DEM)耦合的方法,分析不同粒径、不同振动频率与振幅和不同浓度工况下在强迫振动管道中的粗颗粒动力学特性以及管内流场变化特性.其中,将管道的振动简化为一维径向振动,将实际工况中的柔性管道假定为刚体管道.研究表明,在管道振动过程中,大颗粒相比小颗粒的惯性更大,而流体也需要更大的速度产生更大的曳力推动大颗粒,导致更大的轴向流场速度以及更大的轴向颗粒速度.随着粒径增大,大颗粒对流场的扰动更大,导致流体与壁面间的作用力更大;并且大颗粒与壁面间的碰撞和摩擦作用力更大,因此壁面剪应力增大.同时,大颗粒与流体间摩擦损耗的能量也更大.因此管道需要更大的能量将其输运,导致振动管道内的压降增加.增大管道振动频率与振幅会导致颗粒在截面上的分布更加分散,同时对流场扰动更大,然而对轴向流场速度的影响相对较小.增大进料浓度使颗粒间、颗粒与流场间的作用更加频繁,导致颗粒分布发生变化,并导致更大的轴向流场速度和湍动能.

关键词：深海采矿 CFD-DEM 固液两相流管道输运强迫振动

锪窝圆角半径对CFRP/Al机械连接结构力学性能影响

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上海交通大学学报 2024年第3期58卷 342-351页

作者：王贤锋邹凡刘畅安庆龙陈明上海飞机制造有限公司上海201324 上海交通大学机械与动力工程学院上海200240

碳纤维增强复合材料(CFRP)和铝合金(Al)因其优异的机械/物理性能,广泛应用于新一代商用飞机.CFRP/Al沉头螺栓连接结构是重要的连接形式,其中锪窝圆角半径影响了机械连接性能.研究中设计制造不同锪窝圆角的钻锪一体刀具对锪窝圆角尺寸进... 详细信息

碳纤维增强复合材料(CFRP)和铝合金(Al)因其优异的机械/物理性能,广泛应用于新一代商用飞机.CFRP/Al沉头螺栓连接结构是重要的连接形式,其中锪窝圆角半径影响了机械连接性能.研究中设计制造不同锪窝圆角的钻锪一体刀具对锪窝圆角尺寸进行控制,并采用基于复合材料渐进损伤模型的有限元仿真方法对不同锪窝圆角半径连接结构力学性能进行仿真和试验研究,分析了CFRP/Al叠层机械连接失效机理.结果表明,利用钻锪一体锪窝钻头可以有效控制锪窝圆角;锪窝位于CFRP层相比于位于铝合金层有着更大的极限强度;CFRP和铝合金材料均在锪窝圆角半径为1.0 mm时具有最大的极限载荷,即锪窝圆角略大于螺栓圆角有利于获得更好的机械连接性能.

关键词：碳纤维增强复合材料锪窝圆角半径机械连接有限元仿真

高海拔隧道喷浆出碴过程风速场及粉尘分布规律数值模拟研究

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隧道建设（中英文） 2024年第6期44卷 1241-1250页

作者：马国栋黄嘉洵王栋尹龙周川川张江石中铁隧道局集团(上海)特种高新技术有限公司上海201306 中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院北京100083 中铁隧道局集团有限公司广东广州511458

为明确气压等环境参数对粉尘运移的影响,掌握高海拔隧道空间重点产尘工序粉尘质量浓度分布,使用Fluent软件模拟隧道喷浆和出碴阶段风速场和粉尘质量浓度场,分析海拔对隧道空间内风流和粉尘质量浓度波动性的影响。通过曲线拟合风速场和... 详细信息

为明确气压等环境参数对粉尘运移的影响,掌握高海拔隧道空间重点产尘工序粉尘质量浓度分布,使用Fluent软件模拟隧道喷浆和出碴阶段风速场和粉尘质量浓度场,分析海拔对隧道空间内风流和粉尘质量浓度波动性的影响。通过曲线拟合风速场和粉尘质量浓度场的沿程分布,建立隧道粉尘质量浓度预测模型。引入风速不均匀度和粉尘质量浓度不均匀度参数,构建海拔与风速、粉尘质量浓度不均匀度的线性回归方程。研究结果表明:1)高海拔地区隧道通风过程中,粉尘运移速度接近风速所用时间相比平原地区较长;低海拔地区风流接近直线沿全断面流出隧道,随着海拔升高,风流覆盖范围逐渐缩小,风流在水平方向逐渐沿S型流出隧道。2)喷浆过程中,距掌子面40 m以内风速较高,40 m以外风速迅速下降,在距掌子面60~180 m均匀波动;隧道整体粉尘质量浓度随海拔上升而发生波动性变化,在距掌子面20~180 m均匀下降,呈近似线性降低。3)出碴过程中,海拔上升,断面平均风速和呼吸面平均粉尘质量浓度值无明显变化,风速不均匀度和粉尘质量浓度不均匀度逐渐呈线性升高;海拔每上升1 000 m,风速不均匀度上升0.156 m^(2)/s^(2),粉尘质量浓度不均匀度上升4.42×10^(-6)kg/m^(3)。

关键词：高海拔隧道压入式通风喷浆出碴风速场粉尘运移数值模拟

AP1000控制棒全覆盖式固定超声检查技术研究

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核动力工程 2024年第3期45卷 241-245页

作者：闫国华陈树李玮肖爱武俞英明国核电站运行服务技术有限公司上海200233

控制棒组件是燃料组件中控制堆芯反应性的部件,因此需要及时对其状态进行评估,以确保核电站运行安全。本文针对AP1000控制棒结构、尺寸,研究了全覆盖式固定超声检查技术,并开发了专用检查装置。经过缺陷模拟棒的测试可知,本技术的缺陷... 详细信息

控制棒组件是燃料组件中控制堆芯反应性的部件,因此需要及时对其状态进行评估,以确保核电站运行安全。本文针对AP1000控制棒结构、尺寸,研究了全覆盖式固定超声检查技术,并开发了专用检查装置。经过缺陷模拟棒的测试可知,本技术的缺陷轴向测量精度≤1 mm,壁厚测量精度<0.01 mm。本装置已成功应用于AP1000机组现场大修中,且发现了若干磨损缺陷和肿胀缺陷。应用结果表明,全覆盖式固定超声检查技术可对控制棒包壳的缺陷进行直观显示,并给出缺陷的位置、轴向长度、周向跨度、最大磨损深度等信息。

关键词：控制棒固定超声检查技术全覆盖

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基于表达式树的顺序柔性车间调度问题求解

计算机集成制造系统 2024年第6期30卷 2036-2043页

作者：胡瑞淇程辉张执南上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 上海航天设备制造总厂有限公司上海200240

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由... 详细信息

为求解顺序柔性车间调度问题,提出一种表达式树结构的描述模型和一种工序顺序的随机生成方法,建立了以最大完工时间为优化目标的数学模型及其遗传算法求解流程;设计了相应的染色体编解码方法,并根据编码方式选择合适的遗传操作,该编码由0和1组成,描述形式简洁且任意形式均表示可行解。在不同规模及柔性指标的测试案例上进行实验,以平均解和标准差作为指标评价了模型的有效性。通过与无顺序柔性模型、随机顺序模型和柔性工序段模型对比,验证了表达式树模型的优化性能。

关键词：柔性车间调度工序顺序柔性表达式树遗传算法

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具有复杂纹理的木板表面刮痕缺陷检测模型

计算机集成制造系统 2024年第1期30卷 78-89页

作者：胡勍秦威刘成良石闻天上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中移(上海)信息通信科技有限公司上海200331

为提高木板加工生产线自动化水平,基于Faster RCNN提出一种木板表面刮痕缺陷检测模型,识别和定位不同纹理背景下的木板表面刮痕缺陷。图像预处理阶段提出改进双边滤波算法,在保持刮痕细节特征的同时对纹理背景进行平滑处理;提出灰度自... 详细信息

为提高木板加工生产线自动化水平,基于Faster RCNN提出一种木板表面刮痕缺陷检测模型,识别和定位不同纹理背景下的木板表面刮痕缺陷。图像预处理阶段提出改进双边滤波算法,在保持刮痕细节特征的同时对纹理背景进行平滑处理;提出灰度自适应刮痕生成方法进行数据增强处理。引入可形变卷积增强模型特征提取能力,使用旋转包围框标注并提出新的包围框回归损失函数,解决水平包围框中刮痕缺陷占比远小于纹理背景的问题。通过实际木板加工生产线采集的图像验证了提出模型的有效性,并将提出的模型与其他缺陷检测方法进行了对比测试,结果证明了所提模型的优越性。

关键词：刮痕缺陷 Faster RCNN 可形变卷积旋转包围框回归损失

我国不同肥料品种中砷、铬、铅、镉、汞和铊的含量与评价

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植物营养与肥料学报 2024年第6期30卷 1152-1162页

作者：段路路杨一房朋黄河清朱国梁师蓉上海化工研究院有限公司上海200062 上海化工院检测有限公司上海200062 国家化肥质量检验检测中心(上海) 上海200062

【目的】研究我国不同肥料品种中砷(As)、铬(Cr)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)和铊(Tl)的含量及污染程度,为了解我国肥料安全现状,减轻重金属环境风险,保障粮食安全提供支撑。【方法】本研究中采集氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、掺混肥料和... 详细信息

【目的】研究我国不同肥料品种中砷(As)、铬(Cr)、铅(Pb)、镉(Cd)、汞(Hg)和铊(Tl)的含量及污染程度,为了解我国肥料安全现状,减轻重金属环境风险,保障粮食安全提供支撑。【方法】本研究中采集氮肥、磷肥、钾肥、复合肥料、掺混肥料和其他肥料共6类17种代表性肥料样品400个。采用GB/T 23349—2020《肥料中砷、镉、铬、铅、汞含量的测定》规定的方法检测了肥料中As、Cd、Pb、Cr、Hg和Tl 6种重金属的含量,同时采用单因子污染指数法和内梅罗综合污染指数法评价了重金属的污染程度。【结果】所检测的400个样本中共有11个样本出现重金属超标情况,超标率为2.75%。6类肥料中有3类出现超标样品,超标率由高到低分别为磷肥、其他肥料和复合肥料;6类重金属中仅Cr未出现超标情况。综合单因子污染指数和内梅罗综合污染指数计算结果显示,6类肥料大类中磷肥达到轻度污染等级,磷肥的6种重金属的单因子污染指数处于较高水平,其中Hg的单因子污染指数达到1.5,达到轻度污染等级。【结论】依据我国现行的强制性国家标准GB 38400—2019《肥料中有毒有害物质的限量要求》,除磷肥外,我国其他肥料总体质量较好,重金属超标率较低,农田施用安全。磷肥、复合肥料和其他肥料中Hg、As和Tl主要来源于生产原料,肥料生产过程中应尽量避免原料中重金属的引入。

关键词：肥料重金属含量标准单因子污染指数梅内罗综合污染指数