發(fā)布時間：2022-07-23 14:18

　　目前,極端力學環(huán)境下機體組織的損傷、適應、修復越來越受到研究人員的重視,航空航天、載人飛船等都關系到高加速度（高G）環(huán)境下飛行人員的生理狀態(tài)。應用于軍事科學上的實驗裝置普通實驗室很難獲得,目前,普通實驗室的離心機主要進行樣品的離心分離或制備,能夠對細胞高G力學生物學研究的裝置很少,并且普遍有不易操作等問題。本文利用現(xiàn)有的實驗設備,研制了一種新型高加速度離心加載裝置,可以使用實驗室常見的實驗器材如培養(yǎng)瓶、培養(yǎng)板以及培養(yǎng)皿直接進行裝夾,方便了高G加載實驗過程。首先利用SolidWorks設計出模型,導入ANSYS中進行有限元分析,根據(jù)課題組實驗要求,離心裝置需要滿足0~40g的恒加速度要求以及0~0.8g/s的變加速度要求,確保結構滿足強度要求后,然后進行加工制造。將密封完整的培養(yǎng)瓶和培養(yǎng)板盛滿培養(yǎng)細胞的培養(yǎng)液放入加工完成的轉子之中,培養(yǎng)板用硅膠板夾緊,轉子蓋擰緊,實驗過程中需要保證兩端質量分布均勻,以免發(fā)生側傾,保證實驗順利進行。此外,利用解析方法,變化轉子或培養(yǎng)板的尺寸,計算出細胞在不同位置所受切向加速度和法向加速度的關系,并用曲線及曲面表示。對于單個細胞,首先根據(jù)目前研究成果,利用三... 

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題研究目的和意義
    1.2 生物反應器的介紹
    1.3 單個細胞的力學生物學研究
        1.3.1 細胞的力學性質
        1.3.2 細胞力學模型
    1.4 高加速度加載機以及單個細胞研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國內外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國內外研究存在的問題
    1.5 研究內容及創(chuàng)新之處
        1.5.1 研究內容
        1.5.2 創(chuàng)新之處
第二章 高加速度加載機的設計與制造
    2.1 離心機介紹
        2.1.1 離心機的定義
        2.1.2 離心機的分類與設計
    2.2 高加速度加載機的設計與制造
        2.2.1 離心機轉子介紹
        2.2.2 離心式高加速度轉子的設計
    2.3 離心高加速度加載機實驗驗證
        2.3.1 加載機實驗驗證過程
        2.3.2 實驗結果
    2.4 本章小結
第三章 離心式加載貼壁細胞的加速度分析
    3.1 培養(yǎng)皿夾具的設計與制造
        3.1.1 培養(yǎng)皿夾具的設計
        3.1.2 培養(yǎng)皿夾具的制造
    3.2 細胞在不同位置不同加速度分布的研究
        3.2.1 向心加速度的變化
        3.2.2 切向加速度的變化
        3.2.3 向心加速度和切向加速度同時變化的變化曲線
    3.3 本章小結
第四章 單個細胞模型的建立及有限元仿真
    4.1 細胞模型建立的理論基礎
        4.1.1 細胞的結構
        4.1.2 細胞力學模型的基本假設
        4.1.3 材料的本構方程
        4.1.4 細胞力學模型及參數(shù)選擇
    4.2 細胞的有限元分析
        4.2.1 有限元分析軟件介紹
        4.2.2 有限元分析步驟
        4.2.3 仿真結果與分析
        4.2.4 無重力狀態(tài)下細胞的有限元分析
    4.3 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 全文總結
    5.2 前景展望
參考文獻
發(fā)表論文和科研情況說明
致謝



本文編號：3665294