均匀化理论及其在生物力学中的应用

在线弹性理论的范围内,简要介绍了新近发展起来的均匀化理论（ｈｏｍｏｇｅｎｉｚａｔｉｏｎｔｈｅｏｒｙ）,并引入了误差分析方面的一些研究成果．由于均匀化理论可以详尽地考虑材料的微观结构,在生命器官组织的细观力学研究中会起到推动作用．作为应用实例,本文介绍了均匀化理论在密质骨力学性能的数值模拟中的应用．      

反演在骨生长方程参数识别中的应用

基于BFGS算法,根据自行设计的动物实验,得到在不同应力环境中,快速生长期大鼠股骨生 长与重建过程中骨密度实测数据,采用反演数值方法,获取了骨生长方程中随时间变化的 生物参数B和K. 通过正演验证,表明所建立的基于BFGS算法的参数识别方法具有较好的 稳定性和较高的识别精度,能够反演出比较切合实际的生物参数数值. 研究表明,反问 题方法是解决生命现象不可测性和未知性问题的有效手段,把反演方法应用到骨生长与重建 等生命现象的研究中,可确定、修正预设的数学模式,为数值量化骨适应生物模型的建立提 供了一条可行的途径.     

C60分子的电子传导和量子流分布研究

利用基于Green's function的tight-binding方法,对由两条原子线电极连接C60分子远端构成的电子传导系统进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过C60分子传输到远端点的电子传输谱.其结果揭示了电子传导过程中C60分子的开关特性,并且得出了电子传输能量与分子轨道共振时传输概率峰值的出现及振荡特征.利用Fisher-Lee关系式和量子流密度理论,在传输概率峰值的能量点E=-1.38eV处获得了C60分子内的量子流分布,给出了键量子流的最大值和最小值.对全部分子键上的量子流数值进行了图形模拟,其结果符合量子流动量守恒定律.     

双侧下颌支矢状劈开截骨术后患者可施加合适咬合力的数值研究

双侧下颌支矢状劈开截骨术在临床手术中广泛用于治疗缩颌、凸颌和颌面不对称患者的颌面畸形症状。本文用数值方法研究双侧下颌支矢状劈开截骨术并前移下颌骨后患者可施加的合适咬合力。首先,用缩颌患者的CT断层扫面数据建立下颌骨、关节盘、关节窝和相关软组织的高度几何相似性的几何模型;然后,用有限元模型模拟双侧下颌支矢状劈开截骨术后患者的咬合过程。通过分析发现,术后关节盘上的位移处于正常的范围,而应力却远远超过正常范围,因此,将应力因素作为确定术后患者可施加的合适咬合力的标准。当施加正常咬合力的25%时,关节盘上的应力分布和术前没有显著性差异,同时下颌骨上的应力水平也处于正常范围。     

切应力对牛骨蠕变变形的影响研究

骨尤其是湿骨,在恒定载荷作用下会发生蠕变变形。为了确定切应力是否影响骨的蠕变变形,采用对骨薄板试样分别施加集中载荷和均布载荷的方式,测量试样挠度实时的变化曲线。结果显示,在载荷恒定时,骨试样的挠度随时间不断增加,体现了典型的蠕变特性。集中荷载下骨的蠕变变形远大于均布荷载下骨的蠕变变形,湿骨的蠕变位移比干骨高近7倍。分析认为,对试样粘弹性性质的影响不仅有正应力的作用,也有切应力的作用;切应力产生的蠕变变形约为正应力所产生蠕变变形的0.85倍。     

微型光热驱动机构的光热膨胀理论模型与实验研究

提出和发展了一种基于微尺度光热膨胀效应的微型光热驱动机构.建立了膨胀臂的微尺度光热传导与膨胀的物理模型,利用有限元分析和数学物理方法,推导出膨胀臂的一维温度分布表达式及光热膨胀量和偏转量的计算公式.利用准分子激光微加工系统设计制作了一个长度为1200?μm 的微型光热驱动样机,根据激光和样机的相关参数,计算得到光热膨胀量与激光功率之间的理论关系曲线.实验结果表明,微型光热驱动机构的光热偏转量（对应于膨胀量）与照射到膨胀臂上的激光功率近似成线性关系,实验曲线与理论模型及计算结果符合良好.在理论和实验研究基础上,作为光热微驱动的应用实例,设计并加工制作了一个双向微开关型光热驱动机构,并通过实验实现了双向微开关功能. 关键词： 光热膨胀臂 微驱动机构 光热传导模型 激光     

斯特林制冷机驱动控制源电磁兼容分析与改进

介绍了斯特林制冷机驱动控制源的分类,讨论了不同的驱动方式对探测芯片产生的干扰形式,并给出了驱动控制源采取的改进措施.并对驱动控制源与斯特林制冷机联机实验所产生的干扰情况进行了分析,介绍了驱动控制源采取的有效改进措施.     

恢复蛋白Recoverin正则模式分析的理论研究

采用旋转平移块方法对Ca2+/豆蔻酰基开关进行了正则模式分析(NMA). 研究结果表明, 恢复蛋白(Recoverin)的T态的N-末端与C-末端易于发生刚体逆向旋转, 一旦结合Ca2+, 很容易发生构象变化, 形成具有双向构象转变特征的I态. I态是一个中间结构, 既可以发生构象回转到T态, 又可以继续相对旋转到R态, 使豆蔻酰基完全暴露, 从而行使其信号传导生物功能. 从低频振动模式分析可以看出, 恢复蛋白具有构象转变这一本质属性.     

Al掺杂La10(SiO4)6O3的制备及其导电性能

以溶胶-凝胶法在850℃制备了Al掺杂La10(SiO4)6O3,即La10(SiO4)6-x(AlO4)xO3-0.5x(x=0,0.5,1.0,1.5和2.0),通过TG-DTA、XRD、IR和SEM表征,所得产品为磷灰石相。以电化学阻抗谱研究了其导电性能,发现决定电导率大小的因素有两种,一是间隙氧的数量,二是晶胞的大小,两种因素的综合作用,使得Al掺杂0.5时La10(SiO4)5.5(AlO4)0.5O2.75的电导率最大,在700℃时其电导率达到1.88×10-2S·cm-1。氧分压对电导率的研究表明,其主要的电荷载体是O2-离子。