股骨上段应力状态的光弹性研究

采用二维光弹性实验方法，对股骨上段模型进行应力分析，结果表明：股骨头部较颈部应力小，颈部内侧下方应力较大为压应力，其外侧上方为拉在力，呈现偏心受压状态；股骨距是股骨上段的主要承载区，其应力分布与骨小梁走向及股骨距处皮质增厚一致；股骨干上段受力状态近似梁弯曲，内侧为压应力，外侧为拉应力，且内侧应力幅值大于外侧。     

股骨颈骨折固定方法的生物力学研究

目的　探讨符合生物力学原理的股骨颈骨折的固定方法。方法　比较四种股骨颈骨折的固定方法 ,用完整的生物力学实验测定各种固定方法在不同载荷下的头下沉位移和偏轴位移。结果　显示自行设计的低角度进针外固定支架在应力下的张开位移、头下沉位移和旋转角度均较小。结论　外固定支架为一种简单、有效、实用的固定方法 ,有一定的推广应用价值 ;固定穿针方向应沿压力骨小梁方向尽量贴紧股骨距低角度钻入才符合生物力学原理。     

大鼠去势后对颌骨和股骨骨小梁结构的影响

目的　观察雌激素低下时骨质疏松对颌骨和股骨骨小梁结构的影响。方法　切除SD雌性大鼠双侧卵巢 8周后处死大鼠 ,取颌骨和股骨标本 ,对组织切片进行骨组织形态计量学分析。结果　去势后大鼠颌骨、股骨均呈疏松化改变 ,实验组骨小梁面积比、骨小梁平均宽度、骨小梁平均间隔宽度与对照组具有显著性差异 (P <0 .0 5 ) ,股骨的变化更为明显。结论　骨质疏松对全身骨组织和口腔骨组织的影响具有差异性 ,颌骨骨吸收小于全身骨组织的吸收。     

平行四边形闭口薄壁杆件的空间力学行为

为探索平行四边形闭口薄壁杆件在弯距、轴向压力作用下的力学行为,对郑州黄河公路铁路两用桥平行四边形断面的主桁杆件进行了静力试验,并通过斜弯曲理论和有限元模型分析了其空间力学行为.结果表明:在轴向压力作用下,整个截面受力均匀,腹板倾角对应力分布的影响很小;在弯矩作用下,斜弯曲引起的截面顶、底板应力分布不均匀,且不均匀程度随腹板倾角增大而增大.     

横向变刚度复合地基在高速公路软基处理中的应用

依托某高速公路桥头段工程,建立变刚度复合地基有限元模型,在验证模型正确性的基础上,针对变桩距方案进行横向沉降、水平位移、剪应力计算和分析;对变桩长、变模量与变桩距方案进行综合比选,建议采用变桩距方案来实现复合地基调平设计,该方案可有效控制路堤横向差异沉降,同时文章对横向变刚度复合地基在拓宽工程中的应用问题进行了探讨.     

用于高压无气喷涂原子灰的扇形喷嘴内部流场的数值仿真

利用计算流体软件ANSYS Fluent构建固瑞克645扇形喷嘴三维有限元模型,然后用Laminar层流模型对高压无气喷涂原子灰扇形喷嘴内的压力、速度流场以及入口压力对压力、速度流场和出口流量的影响进行数值模拟.结果表明:压力和速度场云图呈层状分布、梯度变化;在喷嘴的锥形前段和圆柱部分,压力和速度随距离的变化平缓;在圆锥向圆柱过渡段和出口段压力和速度变化剧烈;总体来看,入口压力越大,出口速度和流量越大;在出口段,入口压力对压力流场和速度流场影响尤为明显.根据结果综合分析,入口压力在15~20 MPa比较合理.     

内外激励下机车齿轮磨损仿真分析

通过Archard磨损公式和Hertz接触模型,建立了考虑动态磨损系数的机车齿轮磨损数值仿真模型,计算了理想情况下齿面磨损分布情况;利用ABAQUS二次开发UMESHMOTION子程序,结合ALE自适应网格,建立了齿轮磨损有限元模型,在仿真后通过MATLAB提取齿面磨损信息,并将有限元计算结果与数值仿真结果进行了对比;通过改变模型参数,研究了摩擦因数和中心距误差对齿面磨损的影响;基于多体动力学软件SIMPACK建模仿真得到了轮轨激励下从动齿轮垂向振动位移,并将其加载到有限元模型进行齿面磨损仿真计算。计算结果表明：2种计算方法得出的齿轮磨损分布情况较为一致,即主、从动齿轮最大磨损深度均在齿根处,节线处磨损深度为0,且节线两侧单双齿交替区域磨损深度均出现突变,磨损深度总量随摩擦因数的增大而增加,且均位于以节线为界靠近齿根处,当摩擦因数最大值取0.25时,磨损深度总量为3.104×10^-6 mm,而齿顶处相反;当中心距误差为负时,随着中心距的减少,磨损深度总量呈增大趋势,最大值为3.313×10^-6 mm,而当中心距误差为正时,随着中心距的增大,磨...     

骨康宁治疗实验性大鼠骨质疏松的影像与病理对照研究

目的探讨中药骨康宁治疗骨质疏松大鼠的效果。方法5-6月龄雌性SD大鼠,维甲酸复制骨质疏松模型后,给予中药骨康宁治疗。用影像学、骨病理组织学、形态计量学、骨生物力学等实验技术,观察骨康宁的治疗效果。结果经骨康宁治疗后,骨质疏松大鼠的平均骨小梁数、平均骨小梁宽、骨皮质指数、股骨骨密度、股骨的最大变形能力等增加,并明显高于骨质疏松组(P<0.05)。结论骨康宁对维甲酸诱导的大鼠骨质疏松有一定的治疗作用。     

地铁区间小净距上叠风道施工力学效应研究

依托重庆轨道交通四号线某区间小净距隧道小净距上叠风道施工过程,利用平面弹性复变函数理论将二维连通地铁小净距双洞隧道近似等效为一个椭圆单洞隧道,求解围岩压力;将计算结果与二维数值模拟进行对比,分析证明等效计算模型实际可行;建立三维施工数值模型计算风道施工力学效应。通过三维模拟,分别找到在施工过程中应力和位移的4个控制点并分析。结果表明:风道的开挖施工对被风道、区间隧道和风井三向类包围的岩土体有显著影响;推导的二维简化计算模型可用于类似连通小净距隧道的简化计算,尤其小净距隧道的联络通道段;对风道开挖的三维模拟结果可用于指导同类型风道上叠工程。     

PPC箱梁节段模型的试验研究

介绍了广珠线沙口大桥PPC连续梁0号节段模型试验,同时对该节段模型梁进行了三维空间有限元分析。试验与计算结果表明：在最不利荷载组合下,节段模型未出现任何由荷载引起的可见裂缝;箱梁顶板板顶内存在非常明显的剪力滞效应,而该顶板翼缘处外侧是可能最先出现开裂的地方;原桥具有足够的安全储备。     

功能状态下无牙颌患者髁状突的应力分布研究

目的构建无牙颌包括下颌骨的颞下颌关节(TMJ)三维有限元模型;探讨戴用全口义齿无牙颌患者在牙尖交错位紧咬牙时颞下颌关节髁状突的应力分布特征。方法以活体人颅为标本,采用螺旋CT断层扫描技术,图像数字化处理等方法在计算机上构建模型,然后在载荷状态下,利用ANSYSV8.0软件进行运算分析。结果建立了无牙颌下颌骨和颞下颌关节三维有限元模型,并在此模型后牙相应位点加载、运算、分析显示:髁突近颈部应力力值明显大于近顶区;前、后斜面由外向内力值逐渐减小;外、内侧由前向后力值逐渐减小,前斜面、外侧上1/2(近髁突顶)区域压应力占主导地位,下1/2(近颈区)区域以拉应力为主,下外侧为主要应力集中区;后斜面及内侧上1/2以拉应力为主,下1/2以压应力为主。结论戴用息止间隙为2mm的全口义齿无牙颌患者,髁状突各区域拉、压应力并存,但每个区域应力分布特征及水平有较大差异;前斜面外侧即关节功能区应力水平明显高于其他区域,符合正常人TMJ功能的特点。     

吻合血管腓骨移植重建股骨头血供实验研究

本文采取自身对照方法对18条成熟体健雄性家犬的36侧股骨头颈部、分为两组、分别制成陈旧性股骨颈骨折和股骨头缺血性坏死模型。两周后进行吻合血管腓骨移植,术后分别进行X线片、病理组织学、电镜、99~m锝-亚甲基二膦酸盐骨扫描和四环素荧光标记等观察。实验结果表明:吻合血管腓骨移植为损伤股骨头提供了新的血供系统。坚硬的游离腓骨和金属内固定同时插入股骨头颈部,术后腓骨在骨折区形成骨桥,不仅能消除剪力,而且防止骨折断端旋转移位。移植腓骨骨膜也参与了股骨头缺血性坏死的修复过程。     

FEMUR SHAPE RECOVERY FROM VOLUMETRIC IMAGES USING 3-D DEFORMABLE MODELS

IntroductionThe rupture of the anterior cruciate ligament( ACL) has become the most common knee in-juries.In operation of ACL reconstruction,thesurgeons have to find the optimal attachmentpoints resulting in a low anisometry of the graft,while preventing impingement between the graftand the femoral notch.Markus Fleute andStéphane lavallée[1] proposed a real- time systemfor computer- assisted ACL surgery.A recentadvance in surgery is minimally invasive tech-nique that can avoid the large…     

混凝土箱形渡槽日照温度场及纵向温度应力研究

根据混凝土箱形渡槽的温度边界特点,给出了箱形渡槽日照温差二次曲线分布形式;针对该日照温度梯度模式,按照温度自约束应力的平衡特点和等效线性化的原则,导出了混凝土箱形渡槽的温度应力的计算公式．对某渡槽的计算表明：日照作用下混凝土连续梁葙形渡槽沿槽身高度方向会产生较大的温差,在非线性温度梯度作用下中跨截面下缘和腹板区域将产生较大的拉应力,会降低截面抗裂性,应加强纵向预应力钢筋,提高其抗裂能力．     

人湿桡骨干的冲击压缩实验研究

目的　探讨人湿桡骨密质骨在不同应变率下的力学性能及其分布规律、对应变率的相关性和本构关系。方法　用分离式hopkinson压杆技术 (SHPB)对人湿桡骨密质骨进行了应变率分别在 ε =0 .6× 10 3 s-1和 ε =1.2× 10 3 s-1条件下的冲击压缩试验。结果　桡骨在高应变率下的力学性能随其轴向位置变化 ,呈现出中部强两端弱的分布 ,且非对称。桡骨的极限强度和压缩模量随应变率的提高而增大 ,在高应变率段尤为显著 ,而且表现出非线性粘弹性的力学行为。结论　在冲击压缩力下 ,桡骨的两端 ,尤其是远端容易骨折 ,并与时间有关。     

柴油机气缸盖机械变形和应力的精确三维分析

本文在分析了国内外大量气缸盖结构分析算例特点的基础上,对16V240ZJ柴油机气缸盖的机械应力用三维有限元法在微机上进行了比较全面细致的计算,在计算模型中,对气缸盖各部分结构都不作替代简化;在边界条件的处理方面,计入了气缸套的弹性,并与刚性支承边界条件计算结果进行了比较,计算求得的位移和应力分布规律与实测完全一致,最大位移误差6.5％,最大压应力误差7.4％。     

人湿尺骨干在冲击压缩实验下的力学性能及规律

目的探讨人湿尺骨密质骨在高应变率下的力学性能及其分布规律。方法用分离式Hopkinson压杆(SHPB)技术对人湿尺骨密质骨进行了应变率在.ε=1.2×103/s条件下的冲击压缩试验。结果尺骨密质骨在高应变率下的力学性能随其纵向位置变化而呈现出中间强两端弱的分布,最强的位置约在距近端1/3处,且近端强于远端。与静态结果的比较表明,尺骨密质骨对应变率有较大的依赖性。结论在冲击压缩力作用下,尺骨的两端,尤其是远端容易骨折。     

Accurate 3D reconstruction of subject-specific knee finite element model to simulate the articular cartilage defects

The biomechanical relationship between the articular cartilage defect and knee osteoarthritis (OA) has not been clearly defined. This study presents a 3D knee finite element model (FEM) to determine the effect of cartilage defects on the stress distribution around the defect rim. The complete knee FEM, which includes bones, articular cartilages, menisci and ligaments, is developed from computed tomography and magnetic resonance images. This FEM then is validated and used to simulate femoral cartilage defects. Based on the obtained results, it is confirmed that the 3D knee FEM is reconstructed with high-fidelity level and can faithfully predict the knee contact behavior. Cartilage defects drastically affect the stress distribution on articular cartilages. When the defect size was smaller than 1.00 cm², the stress elevation and redistribution were found undistinguishable. However, significant stress elevation and redistribution were detected due to the large defect sizes (⩾1.00 cm²). This alteration of stress distribution has important implications relating to the progression of cartilage defect to OA in the human knee joint.     

吻合血管腓骨移植治疗股骨头缺血坏死

临床观察吻合血管腓骨移植治疗成人股骨头缺血坏死520例，其中有创伤史229例，服用激素药物史者228例，有酗酒史者34例，原因不明者29例。术后315例获得1～15年随访，结果提示，优良率为86．6％。手术切开说关节囊，在彻底清除股骨头内骨坏死囊变组织的同时，植入新鲜自体松质骨并在股骨头颈部前外侧植入吻合血管的腓骨。该手术增加了股骨头部血液供给，充分减轻了股骨头内压力，加之腓骨为坚质骨，来后不易吸收，对股骨头颈部起到了支撑作用，防止了股骨头进一步塌陷。