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基于ANSYS的液氮生物容器热应力分析
液氮生物容器由于内外胆温度分布不均会产生较大的温度载荷,同时在运输过程中还会产生冲击载荷,本文通过有限元分析对运输型液氮生物容器进行应力计算,希望对此类产品的结构设计起到一定的帮助作用.
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低温外科复温过程中的热应力研究
目的考察三区域复温过程中的应力发展规律.方法 实验观察水、土豆、猪肝等生物材料在不同冻结-复温条件下的裂纹情况;采用隐式有限差分法计算三区域复温过程中的温度场和应力场.结果 获取三区域复温过程中的瞬态热应力分布并与单纯冻结情况作了对比,初步认识复温时生物材料中的裂纹发展特征.结论 复温过程与冻结过程中的应力分布方向相反,因此紧随冻结后的骤然复温会比单一冻结过程对病变组织造成更大损伤,这在低温外科手术中会有重要应用.
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血管冻存过程中的应力分析
为了预测血管组织低温保存过程中所受到的机械损伤,本文建立了一维对称具有同心孔的圆筒模型,模拟计算了降温过程壁面温度随时间的变化;冻结过程中体积膨胀和组织内温度分布不均引起的热应力随时间变化及其在壁面的分布.本文计算了热应力在径向、周向和轴向的分布,径向应力小于周向应力和轴向应力;由相变引起的应力大于由温度分布不均引起的应力;主要考虑了降温速率的影响,降温速率越高,组织内部所受热应力越大;当降温速率是1K/min时大周向应力为0.12Mpa,降温速率为12K/min时大周向应力为0.6Mpa;当热应力超过血管组织所能承受的极限值时,在血管壁上会产生裂纹,使组织受到损伤.
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基于ANSYS的布袋除尘器钢结构热应力分析
基于ANSYS软件建立了布袋除尘器钢结构的有限元模型。模拟了布袋除尘器的温度场分布，温度分布比较均匀，温差较小，均在370~410℃的范围内。在负压和正压工况下分别对模型进行了热应力计算和分析。计算结果表明，负压和正压工况下均有少数柱脚与基础脱离，但大脱离位移仅有0.2 mm左右，脱离程度极小，在允许范围内。布袋除尘器箱体顶板处大应力仅为78.9 MPa，远小于相应材料的屈服强度。为布袋除尘器钢结构的优化设计提供了理论依据。
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热场对于OA兔沙疗过程中骨质骨量影响的研究
通过沙疗过程中骨质层变化情况以及有限元仿真的结果,来研究温度对于骨重建的影响.在前人实验的基础上,对于通过CT扫描获得的数据导入到mimics软件中进行模型的建立,整个扫描过程分为四个阶段:建立OA兔模型前、建OA兔模型后、进行沙疗治疗一周后和进行沙疗治疗两周后.把建立好的模型导入3-matic里面进行网格划分,然后把模型导入comsol软件进行传热数值模拟.通过CT扫描数据和传热数值模拟的结果对比发现,骨组织内部产生的热应力随温度升高,而逐渐增大,当温度达到42℃时应力出现大值,随后随着温度的升高,应力值逐渐减小.温度较高区域,软质骨呈减少趋势,而密质骨和硬质骨的体积增加.沙疗过程中热量传递对于骨重建起到了促进的作用,42℃时的骨重建调节作用为明显.
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梯度结构烤瓷的热应力分析及成分优化
以镍铬合金为金属基底,在白榴石为主晶相的烤瓷粉中按不同比例加入Ni、Cr、NiO、Cr2O3作为梯度调节成分,制备具有成分梯度结构的金属烤瓷,采用双层嵌套模型热应力模拟及材料抗弯强度测试,考察了梯度成分对梯度结构烤瓷强度的影响.研究发现,梯度调节成分为NiO:Cr2O3:Ni:Cr=25%:25%:25%:25%时得到抗弯强度大的梯度层,且对于热应力曲线斜率为正的样品,热应力曲线斜率的绝对值越小,样品抗弯强度越大.
