不同材料嵌体修复邻牙合(Ⅱ类)洞型的三维有限元研究

目的应用三维有限元分析不同材料嵌体修复邻牙合(Ⅱ类)洞型后牙体组织的应力变化趋势。方法采用锥形束CT(CBCT)扫描的方法,应用Mimics、Geomagic逆向工程等软件建立含嵌体修复的邻牙合面(Ⅱ类)洞型三维有限元模型,并求解分析各模型中垂直、侧向力(舌向45°)加载条件下牙体主应力峰值及不同嵌体修复邻牙合(Ⅱ类)洞后牙体的Von-mises应力分布状况。结果建立了包含牙釉质、本质、髓腔以及牙周膜、牙槽骨的精细下颌第一磨牙邻牙合面(Ⅱ类)近中-牙合(MO)洞型不同嵌体修复三维有限元模型。侧向加载(舌向45°)时牙体的应力峰值明显高于垂直加载,2种加载下4种材料应力值按照降序排列为:钴铬合金>金合金>瓷>树脂。4种不同材料对牙体组织的应力分布相似,牙体的应力峰值主要在洞底部牙本质所对应的髓腔处。结论在下颌第一磨牙邻牙合面(Ⅱ类)洞型的嵌体修复中,与其他3种材料相比,树脂嵌体因其与牙体组织更加相近的弹性模量而产生对牙体组织更小的应力,有利于减少牙折等危险。     

钢轨错牙接头区轮轨接触的热弹塑性分析

为了探究钢轨错牙接头区轮轨滑动接触关系,利用有限元软件ANSYS建立了轮轨滑动接触热弹塑性二维有限元模型,分析了错牙高度、滑动速度以及常、变摩擦系数对轮轨间接触应力以及钢轨摩擦温升的影响.研究表明:轮轨间的接触应力、摩擦热、剪应力、等效应力以及等效塑性应变均随错牙高度增大而增大,错牙高度从1.6mm增加到1.8mm时剪应力、等效应力以及等效塑性应变急剧增大;轮轨接触应力等各值也随着滑动速度的增加而增大,在3m/s时存在速率突变;最大摩擦温升、剪应力、等效应力和等效塑性应变随摩擦系数的增大而增大,但轮轨接触应力则随摩擦系数的增加而减小.     

大跨度隧道环形开挖上台阶合理高度探讨

减小上台阶高度是大跨度隧道环形开挖时提高围岩和支护结构稳定性的经验做法.通过建立上台阶拱圈的简化力学模型,对比不同高度拱圈结构在拱硕发生相同沉降和相同比例沉降时的弯矩值.结果表明,台阶高度越大,支护结构弯矩极大值越小.“拱效应”越明显,因此上台阶高度宜取较大值.     

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。     

不同垂直距离下无牙颌髁突应力分布的三维有限元研究

目的 探讨无牙颌患者在不同垂直距离下髁突的应力分布特征.方法 采用螺旋CT断层扫描技术,经图像数字化处理等方法构建无牙颌患者配戴不同垂直高度全口义齿时下颌骨和颞下颌关节三维有限元模型,分析载荷状态下髁突的应力分布状况.结果 不同垂直距离时,髁突每个区域拉、压应力并存,分布趋势基本一致,但不同部位的应力值相差较大,随垂直距离降低(由H-2位到H-6位),各区应力值呈减小趋势,在H-8位时各区应力值呈增大趋势.结论 在同等载荷情况下,垂直距离的改变对无牙颌各区域产生不同的应力效果.     

纯钛桩核及纤维桩核冠修复上颌中切牙薄壁残根后的有限元应力分析

目的通过建立纯钛桩核冠及纤维桩核冠修复上颌中切牙薄壁残根的三维有限元模型,分析正常咬合情况下两种桩核系统修复上颌中切牙薄壁残根后的应力分布。方法使用Inveon Micro-CT断层扫描技术以21μm最小层间距扫描上颌中切牙切缘至牙根全长,获得横断面DICOM格式数据,利用Inveon Research Workplace图像分析软件进行上颌中切牙外形重建,结合医学逆向工程软件Mimics、Geomagic、Catia建立三维有限元模型。用Ansys Workbench软件对所建模型进行网格划分和模拟加载,利用有限元分析法比较两种桩核系统修复后牙根的应力分布。结果纤维桩核修复组牙根牙本质最大主应力、剪切应力、等效应力峰值均比纯钛桩核修复组减少60%左右,纯钛桩核修复组牙根各区域应力值均大于纤维桩核修复组。同时,两组应力集中区域均出现在牙根唇侧中上1/3,该区域纯钛桩核组应力值达到37.73MPa,为纤维桩核修复组的1.9倍。结论有限元分析提示,上颌中切牙薄壁残根的两种修复方式中,纤维桩树脂桩核冠能更好地避免牙根的应力集中,从而有效降低牙根折裂的概率,可为临床薄壁残根的修复设计提供参考。     

桩核高度对下颌桩核基牙式全口覆盖义齿应力分布的影响

目的研究桩核高度对下颌桩核基牙式全口覆盖义齿及其支持组织应力分布的影响,为临床工作提供实验依据和指导。方法建立下颌桩核基牙式全口覆盖义齿及其支持组织的三维有限元模型,对义齿行全牙列垂直加载,分别计算当桩核根外段高度为3、4、5、6mm时义齿及其支持组织的应力值并进行比较研究。结果随着桩核根外段高度的增加,基牙牙本质、牙周膜、义齿基托及皮质骨的应力增大,黏膜的应力分布无明显改变。结论在保证义齿固位的前提下,应尽量降低桩核高度,维护组织健康。     

牙槽骨高度对旋转移动的影响

目的 研究牙槽骨高度对旋转移动的影响。方法 建立不同牙槽骨高度的上颌中切牙的三维有限元模型，利用ＳＡＰ９１软件计算了牙周膜的应力。结果 随牙槽骨高度的降低，牙周膜的应力值均增大，根尖部的应力值增大较为明显，牙槽骨轻中度丧失时，牙周膜的应力值增大较小，牙槽骨重度丧失时，牙周膜的应力值增大明显。结论 伴有牙槽骨丧失的成人，旋转力偶值需要更加精确地控制。     

牙槽骨高度对垂直移动的影响

研究牙槽骨高度对垂直移动的影响。方法建立不同牙槽骨高度的上颌中切牙的三维有限元模型，利用ＳＡＰ９１软件计算牙周膜的应力，结果（１）随牙槽骨高度的降低，牙周膜的应力值增大，根尖部牙周膜的应力值增大明显；（２）在不同的牙槽骨高度时，牙槽嵴顶部的牙周膜是应力集中的部位。结论伴有牙槽骨吸收的患者，垂直运动所需的力值需更加精确地控制。     

不同类型牙本质保护膜对牙本质粘接性能的影响

目的探讨3种不同类型牙本质保护膜(HyC、SBU、S3)在间接修复中对牙本质粘接性能的影响。方法收集新鲜离体磨牙,包埋、切割及抛光后获得光滑牙本质表面,对照组不涂布牙本质保护膜,其余3组分别涂布3种不同类型牙本质保护膜,并在表面使用树脂水门汀将预成的树脂修复体进行粘固。精密切割机切割获得0.9mm×0.9mm的条状牙本质-树脂样本。利用万能试验机以0.5mm/min的加载速度进行拉伸力测试,直至牙本质-树脂条断裂,计算机自动记录加载过程中的最大拉伸力,并利用扫描电子显微镜观察断面的微观结构及断裂方式。结果涂布牙本质保护膜之后,各组的拉伸强度较对照组明显增加,差异具有统计学意义(P<0.05)。HyC组拉伸强度小于SBU组、S3组,差异具有统计学意义(P<0.05)。微观结构观察显示,拉伸断裂方式主要为界面破坏。结论不同类型的牙本质保护膜可以增加牙本质与树脂修复体之间的粘接性能,其中SBU、S3较HyC可以明显提高其粘接强度。     

钢管混凝土翼缘削弱外加强环式节点受力性能研究

加强环式节点在受力时易于在转角处形成应力集中,其破坏也一般集中在节点域区间,因而不能形成强节点.对经过翼缘削弱处理的外加强环节点进行模拟分析,发现节点受力情况得到明显改善:(1)环板上应力分布得到明显缓和,转角处的应力集中程度明显降低;(2)在弹性受力阶段节点刚度没有下降;(3)在反复荷载作用下,节点域变形很小,环面上的塑性扩展不明显.由此可见,通过翼缘削弱可以明显改善外加强环式节点的受力性能,从而达到强节点的要求.     

矩形截面单箱双室箱梁的畸变效应分析

为准确研究单箱双室箱梁在偏心竖向荷载作用下的畸变效应，引入双室箱梁反对称和正对称畸变的概念，补充矩形截面单箱双室箱梁畸变研究的假定. 采用不同定义的畸变角分别描述箱梁的反、正对称畸变，用板元分析法和能量变分法分析单箱双室箱梁的畸变；采用2个参数分别描述顶板、底板和腹板上的畸变正应力分布，以适应双室箱梁正对称畸变；考虑正对称畸变对双室箱梁畸变效应的影响，比较对应单室和双室箱梁的畸变效应，研究中腹板厚度改变时双室箱梁畸变角沿梁长的变化. 研究结果表明:考虑了正对称畸变影响的单箱双室箱梁畸变正应力的解析解和有限元数值解更吻合，误差不超过8.71%；正对称畸变正应力较小，最大只占反对称畸变正应力的28.08%；箱梁中腹板能有效减弱偏心竖向荷载作用引起的箱梁畸变，可使角点处的畸变正应力降低到对应单室箱梁的49.09%；采用2个参数描述箱梁正对称畸变时各板件上畸变正应力的分布比传统方法的更合理；改变中腹板厚度可使单箱双室箱梁畸变发生明显的变化，厚度增大时畸变逐渐减小.      

高强混凝土自收缩特性研究

关于矿渣、硅灰、石灰石粉、粉煤灰和膨胀剂等多种掺合料对高强混凝土自收缩应变、应力影响的研究结果表明,磨细矿渣和硅灰替代部分水泥作胶凝材料会显著增加混凝土的自收缩,但二者影响自收缩变化的规律不同;石灰石粉和粉煤灰都能明显抑制混凝土的自收缩,石灰石粉的效果最好;膨胀剂对于降低混凝土自收缩的早期作用明显,后期有所波动.     

沥青铺装层厚度对连续刚构桥主梁温度梯度应力的影响

通过对连续刚构桥梁常用的2种沥青混凝土铺装层结构分析得知,沥青铺装层厚度是影响梯度温度效应的最重要因素.对连续刚构桥主梁梯度温度应力计算公式进行分析,得到梯度温度应力不随梁高发生显著变化的初步原因,并依托重庆渝宜高速公路2座桥梁的分析结果予以证实.根据实例分析和比较发现,沥青厚度变化导致的竖向日照温差对梁顶应力影响较大...     

圆锥滚子轴承滚子凸度的优化分析

采用数值分析的方法对工程上常用的4种滚子凸度进行计算,得出各自的应力分布状况,并进行了详细的分析,从而得到最优的滚子凸度。     

预应力混凝土连续梁优化设计

本文建立了一个预应力混凝土连续梁优化裨式。优.化设计变量包括梁截 面高度和后期预加力;目标函教取译凝土及预应力柯筋造价之和;约束 为截面允许应力条件。结构分析采用有限蒸矛法,.并考虑结构体系转换 ‘凝土徐变次内力影响。应用单位预加力方法雄预加力设计变量的次内力影响。文中算例表明,优化结果截面高度和预应力配筋比原设计降 低约9%。      

应力环境与重组人生长激素对骨质疏松下颌骨最大载荷的影响

目的观察不同应力环境对骨质疏松下颌骨最大载荷的影响及补充生长激素对其变化的影响。方法通过去除SD大鼠双侧卵巢,拔除单侧上颌磨牙,建立骨质疏松下颌骨高、低应力环境的动物模型,用三点弯曲法检测下颌骨最大载荷的变化。结果去势后大鼠下颌骨最大载荷显著降低(P<0.01)。生长激素组双侧下颌骨最大载荷均显著高于骨质疏松组(P<0.01)。骨质疏松组下颌骨最大载荷低应力侧显著低于高应力侧(P<0.01),假手术组及生长激素组拔牙4周后双侧无明显差异,仅拔牙8周后差异有统计学意义(P<0.05)。结论低应力环境加速骨吸收,促进下颌骨骨强度的下降。补充生长激素则可阻止低应力环境下骨质疏松大鼠颌骨骨强度的下降,抑制骨吸收。     

Experimental and stowing/deploying dynamical simulation of lenticular carbon fiber reinforced polymer thin-walled tubular space boom

The stowing and deploying experiment was conducted for three 700 mm long thin-walled tubes, and the structural behavior characteristics parameters were measured clearly, including strain, deformation and wrapping moment. 3D finite element models (FEM) were built subsequently and explicit dynamic method was used to simulate the stowing and deploying of the lenticular carbon fiber reinforced polymer (CFRP) thin-walled tubular space boom, which was designed as four-ply (45°/ − 45°/45°/ − 45°) lay-up. The stress and energy during the wrapping process were got and compared with different wrapping angular velocity, the reasonable wrapping angular velocity and effective method were conformed, and structural behavior characteristics were obtained. The results were compared and discussed as well, and the results show that the numerical results by 0.628 rad/s velocity agree well with the measured values. In this paper, the numerical procedure and experimental results are valuable to the optimization design of CFRP thin-walled tubular space boom and future research.     

混凝土箱梁顶板横向预应力框架效应分析

针对目前预应力混凝土箱梁腹板开裂现象比较普遍这一现象,拟从预应力混凝土箱梁顶板横向预应力框架效应查找开裂原因。首先,分析了箱梁截面参数对顶板预应力横向框架效应的影响,然后结合具体预应力混凝土连续箱梁桥,分析了预应力混凝土箱梁顶板横向框架效应所引起的腹板竖向拉应力,得到了一些有意义的结论,可为改进该类桥梁的设计提供参考。