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题名基于SPH-FEM手指模型的皮肤摩擦行为分析
被引量：2
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作者
陈思
乔筱祺
李天博
王颢
杨佳楠
王冬青
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机构
江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心
科罗拉多大学博尔德分校机械工程学院
江苏大学电气信息工程学院
江苏大学医学院
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出处
《排灌机械工程学报》
EI
CSCD
北大核心
2019年第12期1067-1071,共5页
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基金
江苏省自然科学基金资助项目(BK20170552)
国家自然科学基金资助项目(51805218)
+2 种基金
中国博士后科学基金面上资助项目(2018M632239)
江苏省博士后基金资助项目(1701063C)
江苏大学高级人才科研启动基金资助项目(16JDG060)
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文摘
针对基于传统有限元算法(FEM)的手指模型并不能很好地模拟皮肤大变形的问题,提出了一种基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,以保证模型在大变形和极端变形情况下的适应性.由于该方法本身具有的"无网格"特性,其对皮肤组织表现出流固双相特性的模拟上对比传统的FEM方法具有天然优势.建立了基于SPH-FEM手指建模方法的手指模型,进行尖刺刺入仿真试验和平板摩擦仿真试验,考察皮肤的应力应变.为了验证SPH-FEM手指建模方法的合理性和有效性,对基于SPH-FEM手指模型与基于FEM手指建模方法进行比较.结果表明,SPH-FEM手指模型在整体形变趋势上与FEM手指模型较为一致,并且在应对大变形时响应速度相较于FEM手指模型明显加快,但存在一定的滞后性;SPH-FEM手指模型在小变形时的精度稍显不足.
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关键词
生物流体
有限元和光滑粒子动力学耦合算法
手指模型
有限元分析
摩擦
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Keywords
biofluid
finite element and smooth particle dynamics coupling algorithm
finger model
finite element method analysis
friction
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分类号
S810.6
[农业科学—畜牧学]
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题名大型风力机叶片前缘的雨滴冲击动力学响应机制
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作者
张建宇
冯梦洁
郭旭
杜晓钟
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机构
北京工业大学先进制造技术北京市重点实验室
常州合欣达旭新能源科技发展有限公司
太原科技大学能源与材料工程学院
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出处
《振动与冲击》
EI
CSCD
北大核心
2024年第21期1-11,共11页
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基金
国家自然科学基金(52475082,51675009)。
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文摘
随着近年海上风力机设计的大型化,叶片前缘的雨蚀失效问题变得愈发突出,不仅影响机组的风能转化效率,对结构的稳定运行也构成潜在威胁。采用光滑粒子流体动力学(smooth particle hydrodynamics,SPH)法研究雨滴内部的本构关系,以有限元法(finite element method,FEM)建立叶片前缘的代表性体积单元(representative volume element,RVE)模型,两者相互耦合,研究雨滴在叶片表面形成的冲击响应过程。考虑自然降雨的实际工况,建立与降雨强度相关联的雨滴尺寸模型,以及雨滴的空间分布模型;通过单雨滴的冲击仿真,研究叶片表面冲击载荷以及雨滴内部的速度分布,从而解构雨滴冲击的物理过程,并通过冲击的应力、应变场分析,为潜在损伤区提供评价;建立多雨滴冲击的仿真模型,研究冲击应力场之间的耦合作用以及涂层表面的塑性应变累积效果。研究结果表明,水锤冲击是造成塑性应变累积的关键因素,虽然横向喷射阶段的应力响应幅值小并呈现一定的无序特征,但如果存在多雨滴耦合冲击的情况,则会在耦合区内出现应力峰值,并对叶片变形和失效存在潜在影响。
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关键词
风力机
叶片前缘
光滑粒子流体动力学-有限元法(sph-fem)耦合模型
单雨滴冲击
多雨滴冲击
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Keywords
wind turbine
blade leading edge
smooth particle hydrodynamics-finite element method(sph-fem)coupled model
single raindrop impact
multi-raindrop impacts
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分类号
TK83
[动力工程及工程热物理—流体机械及工程]
TH114
[机械工程—机械设计及理论]
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