人体颈部动力学响应分析有限元模型的建立和验证

根据汽车碰撞事故中人体颈部损伤防护技术研究的需要。建立了一个人体颈部三维有限元模型。该模型参照人体解剖结构模拟了颈椎骨、椎间盘、小关节、韧带、肌肉和软骨等组织，共由15811个单元构成。各组织的材料特性采用了弹性、粘弹性、和刚性材料模型来描述．模型用前碰撞志愿者实验数据进行了验证。其头部的加速度、位移曲线与实验数据得到了较好的吻合。本文初步研究了软组织特性参数对于颈部运动的影响。该模型具有较高的生物逼真度，可对头颈部在汽车碰撞载荷条件下的加速度、速度、位移等动力学响应参数进行分析研究。     

研究汽车碰撞中头颈部动态响应的有限元模型的建立和验证

建立并验证了一个基于人体解剖学结构的头颈部三维有限元模型．该模型由颅骨、脑、颈椎骨、椎间盘、肌肉、韧带和小关节组成，总节点数为17758，单元数21803，模型生物材料特性分别用弹性和粘弹性模型描述．整个头颈部模型应用关国海军生物力学实验室前碰撞志愿者实验及查尔摩斯大学后碰撞滑车实验的数据进行了验证．采用该模型计算了头颈部的加速度、角速度等运动曲线及HIC值．验证结果显示该模型具有较好的生物逼真度，可用于研究在汽车碰撞事故中头颈部损伤生物力学问题和开发损伤防护装置．     

基于CT图像颈椎有限元模型的建立及验证

针对目前在颈部损伤机理的研究中尚未有适合中国人体型特点的全颈椎有限元模型的情况,采用CT技术获取中国50百分位人体颈椎数据,并以此建立了全颈椎有限元模型.模型采用映射网格划分方法对松质骨、椎间盘和韧带等结构进行了划分,利用现有的颈椎材料参数进行比例和功能缩放来定义稀缺的材料参数.整个模型共有22 512个实体单元,14 180个壳/膜单元,模型解剖结构描述细致、准确.最后通过颈椎离体坠落试验对模型的有效性进行验证,验证结果表明,该模型具有良好的生物逼真度,可应用于研究国人颈椎在汽车碰撞事故中的动态响应和损伤机理.     

基于有限元分析的机翼损伤评估的建模

以某型轻型飞机机翼结构为例,给出了在Ansys中建立机翼损伤模型的过程。首先通过结构模型建立以及对其进行约束分析、载荷分析和结果修正,实现了机翼结构的“杆板”模型。在此基础上,根据损伤的位置和特征,建立了机翼局部损伤评估有限元模型。     

基于有限元分析的机翼损伤评估的建模

以某型轻型飞机机翼结构为例,给出了在 Ansys 中建立机翼损伤模型的过程。首先通过结构模型建立以及对其进行约束分析、载荷分析和结果修正,实现了机翼结构的"杆一板"模型。在此基础上,根据损伤的位置和特征,建立了机翼局部损伤评估有限元模型。     

基于人工神经网络的人体体质综合评价模型的建立

人体体质各测试指标与人体综合体质之间存在着复杂的非线性关系，为了客观准确的评价人体体质的综合水平，选取体质各测试指标作为输入，基于体质研究专家经验的体质综合评价结果为期望输出．引入人工神经网络BP网络模型建立了体质综合评价模型。实际应用结果表明，所建立的体质综合评价模型拟合精度高．评价效果好，能较真实地反映人体体质的综合水平。     

不同试验条件下猪肉中气单胞菌生长预测模型的建立和验证

采用响应曲面模型(RSM)研究温度、pH、初始菌浓度对冷却猪肉中气单胞菌Aeromonas spp.生长的影响.应用Gompertz模型对不同试验条件下气单胞菌的生长曲线进行拟合,一级模型的参数生长率(U)和迟滞期(LPD)采用RSM方法构建冷却猪肉中气单胞菌生长的二级模型.然后随机选择试验组合对建立的方程进行验证,并应用计算均方误差(MSE)、准确因子(AF)和偏差因子(BF)的方法对建立的生长预测方程进行数学检验.结果表明,修正的Gompertz模型可以较好地模拟不同试验条件下冷却猪肉中气单胞菌的生长情况(R2>0.96),温度、pH和初始菌浓度对气单胞菌生长影响显著(P<0.05),数学检验参数MSE较小,AF和BF接近1.0,均在可接受范围,用RSM方法建立的生长预测模型可以较好地模拟冷却猪肉中气单胞菌在不同试验条件下的生长情况.     

基于ANSYS的鸡毛菜茎秆切割的有限元分析及验证试验

鸡毛菜切割部件是鸡毛菜有序收获过程中的关键部件,为了降低有序收获过程中的损失率和损伤率,提高收获效率,采用静态测量法,应用质构仪对鸡毛菜茎秆在压缩条件下的一系列力学特性参数进行测定分析,得到在压缩条件下鸡毛菜茎秆轴向弹性模量范围为3.15~3.91 MPa,径向弹性模量范围为20.24~20.99 MPa。结合试验所得鸡毛菜茎秆力学特性相关数值在有限元分析软件ANSYS中建立鸡毛菜茎秆材料库,再利用三维建模软件SolidWorks建立切割过程模型,将之导入ANSYS中进行显示动力学分析,并对有限元分析所得结果进行田间试验验证,对比结果显示：当割刀往复速度v大于0.40 m/s时,能有效完成对鸡毛菜茎秆的切断过程,且割茬整齐、断口平滑、无扯皮现象,分析结果为后续鸡毛菜切割部件的设计及参数优化提供理论依据。     

基于有限元方法的凸齿镇压器运动学和动力学分析

为探索凸齿镇压器在作业过程中的运动学和动力学特性,基于验证有效性后的有限元模型,求解了凸齿镇压器外缘点运动轨迹和速度以及加速度随时间的变化规律曲线。结果表明:轮缘点所在凸齿冲击土壤的行为并未在轮缘点竖直方向速度最大时完成;凸齿镇压器轮缘外一点的绝对运动轨迹呈波动状态的余摆线形式;凸齿镇压器轮缘点在接地位置有与前进方向相反的相对滑动。     

JJ160／41-K型模型井架结构分析

针对目前在大庆油田广泛使用的石油钻机JJ160／41-K型井架存在的结构问题，利用I-DEAS有限元程序对该模型井架进行了结构静、动力分析。结果表明，该井架前部2根立柱受力最大，为井架承载的薄弱环节；振动也较大，刚度不足。     

圆弧圆柱齿轮实体造型和有限元分析

利用Pro／E软件的参数化建模功能,按圆弧齿轮的法面齿廓曲线,经过系列坐标变换,实现了圆弧齿轮的三维精确造型。通过对模型加载Ansys6．0有限元分析,得出了圆弧圆柱齿轮有限元分析结果,并利用该方法校核了一圆弧圆柱齿轮设计的合理性。     

Validation and Scenario Analysis of a Soil Organic Carbon Model

A model developed by the authors was validated against independent data sets. The data sets were obtained from field experiments of crop residue decomposition and a 7-year soil improvement in Yixing City, Jiangsu Province. Model validation indicated that soil organic carbon dynamics can be simulated from the weather variables of temperature, sunlight and precipitation, soil clay content and bulk density, grain yield of previous crops, qualities and quantities of the added organic matter. Model simulation in general agreed with the measurements. The comparison between computed and measured resulted in correlation coefficient γ2 values of 0.9291 * * * (n = 48) and 0. 6431 * * (n = 65) for the two experiments, respectively. Model prediction under three scenarios of no additional organic matter input, with an annual incorporation of rice and wheat straw at rates of 6.75t/ha and 9.0t/ha suggested that the soil organic carbon in Wanshi Township of Yixing City would be from an initial value of 7.85g/kg in 1983 to 6.30g/kg, 11.42g/kg and 13g/kg in 2014, respectively. Consequently, total nitrogen content of the soil was predicted to be respectively 0.49g/kg,0.89g/kg and 1.01g/kg under the three scenarios.     

Validation and Evaluation of a Mechanistic Model of Phasic and Phenological Development in Wheat

Three sets of data from the field experiments with different wheat( Triticum L. ) varieties and sowing dates in China and USA were used to test the performance of the mechanistic model of wheat development. The results showed that the absolute prediction errors for most phasic and phenological stages ranged within 0 - 5 days, and the root mean square errors were generally less than 5 days. The model was of high accuracy and low error especially for emergence, tillering, stamen and pistil initiation, and heading stages, reflecting an enhanced level of mechanism and prediction.     

小麦发育过程及生育期机理模型的检验和评价

 利用国内外 3组关于不同类型小麦品种与不同播期的田间试验资料对小麦发育过程及生育期机理模型进行了较充分的检验。结果表明 ,模型对大多数生育阶段的绝对模拟误差集中在 0～ 5d,平均差平方和的根值 ( root mean square error,简称 RMSE)也一般小于 5d,尤其对出苗期、分蘖期、雌雄蕊原基分化期、抽穗期的模拟精度高、误差小。模型表现出较强的机理性以及较好的预测性和适用性     

基于接触摩擦的变截面钢板弹簧悬架性能分析

传统钢板弹簧分析只是采用简化力学模型,而没有考虑簧片间的摩擦.为了更好地对少片变截面钢板弹簧进行设计,本文首先对少片变截面钢板弹簧悬架进行参数化建模.然后应用接触理论添加接触单元,来模拟钢板弹簧间的摩擦,进行钢板弹簧悬架的有限元计算,得到钢板弹簧悬架的装配预应力、刚度和阻尼特性的仿真值.与由传统预应力计算方法得到的结果和行业推荐值进行比较分析,证明基于接触摩擦的少片变截面钢板弹簧悬架性能分析的方法更能反映簧片实际的受力情况.     

水稻褐飞虱种群动态模拟模型及其有效性检验

利用田间系统调查资料和文献报道资料,组建了水稻褐飞虱种群动态模拟模型,该模型采用生理时间、主要成分包括迁入种群的迁入时间、数量和格局;密度、生育阶段、温度、天敌和人为措施对死亡率和生殖力的影响;密度、生育阶段和短翅型比及迁出率的关系.有效性检验表明,该模型模拟的种群时间和数量动态与实际观察动态相似,在对比检验的10组历史资料中,模拟预测的全部主害代高峰期和9组主害代高峰虫量与实测值相符.实测种群动态与模拟种群动态间的差异表明,深入研究秋季低温对生殖力和死亡率的持续影响,研究田间天敌作用的正确评价及水稻生长模型,将有助于理解和预测褐飞虱的种群动态.     

细胞三维模型的有限元分析

在有限元分析方法平台下,建立一个受剪切力作用的三维细胞模型,此模型由细胞膜、细胞质和细胞核构成,其中细胞膜为线弹性材料,细胞质与细胞核为粘弹性.计算结果显示,细胞内部细胞核下沿处的应力最大,最大位移发生于细胞顶部,从时间-应力曲线上看出,细胞核与细胞质发生了应力松弛.