不同种植体-骨结合部位对骨界面应力分布的影响

目的　研究功能负荷下 ,不同种植体 骨结合部位对骨界面应力分布的影响。方法　利用三维有限元法分析比较单根螺纹型种植体在 5 0 %骨结合率下 ,七种接触方式及部位 (局部交替、冠部、底部、颊侧和舌侧、近中与远中侧 )骨界面应力分布状况及种植体位移。结果　不同部位结合的种植体 骨界面应力分布状况不同 ,比较而言 ,冠部结合状态下 ,骨界面平均应力水平低、分布最均匀 ,骨界面最大应力值最小 ,应力集中程度最低。结论　种植体植入过程中保护种植体颈周密质骨对于种植成败非常重要     

含CPP纤维的TTCP型磷酸盐骨水泥的制备

目前磷酸盐骨水泥(CPC)脆性大、强度低等缺点限制了其在很多承受应力部位或骨质薄弱部位的应用,提高力学性能是扩展其应用范围的重要方面.制备了磷酸盐骨水泥及CPP纤维增强的骨水泥复合材料,研究了TTCP含量对骨水泥凝固时间、抗压强度及骨水泥浸泡液pH值的影响;CPP纤维含量对CPC骨水泥凝固时间、力学性能的影响.结果表明:当TTCP含量为10%时,骨水泥凝固时间为20min,抗压强度为45.83 MPa,浸泡液pH值在6~8之间;当CPP含量为10%时,骨水泥复合材料抗压强度为46.91 MPa,抗弯强度为13.85 MPa;扫描电镜照片显示CPP在CPC骨水泥基体中分布均匀,结合性能好.TTCP型骨水泥能够满足临床上对松质骨的力学性能要求,浸泡液pH值变化范围小,可降低炎性反应发生的风险;适量CPP纤维对CPC有明显的增强效果.     

原发性骨质疏松症患者骨代谢指标初步研究

目的　探讨原发性骨质疏松症骨吸收和骨形成的生化指标与骨密度关系。方法　分别测定绝经后女性疏松组 (n =2 0 )、绝经后女性正常组 (n =2 0 ) ;中年男性疏松组 (n =2 0 )、中年男性正常组 (n =2 0 )、青年男性正常组 (n =1 5 )外周血钙 (Ca2 +)、磷 (P3- )、血清Ⅰ型前胶原羧基末端前肽 (PICP)、Ⅰ型胶原交联羧基末端肽 (ICTP) ,比较各组差异。结果　各组血清钙、磷测量值无显著性差异 ,绝经后女性疏松组与正常组相比PICP、ICTP值均升高 ,中年男性疏松组与正常组相比PICP值降低、ICTP值升高 ;与青年男性正常组相比 ,PICP值降低、ICTP值无显著性差异。结论　绝经后骨质疏松骨吸收和骨形成均升高 ,但骨吸收大于骨形成 ;中年男性骨质疏松随增龄骨形成生化指标降低 ,骨吸收生化指标增高 ,PICP和ICTP的联合检测有助于骨质疏松的早期诊断。     

镓盐和雌二醇对维甲酸致骨质疏松大鼠骨代谢的影响

目的　对比研究镓盐及雌二醇对维甲酸致大鼠骨质疏松模型骨代谢的影响。方法　 3月龄SD雌性大鼠 45只 ,随机分为两组 :正常组 ( 1 3只 ) ,骨质疏松组 ( 32只 ) ,骨质疏松组按 85mg/(kg·d)维甲酸灌胃 1 5d。然后进入治疗阶段 ,实验分为四组 :正常组 ( 8只 ) ,骨质疏松组 ( 9只 ) ,正常喂养 ;氯化镓治疗组 ( 1 0只 ) ,2 5mg/(kg·d)氯化镓灌胃 ;雌激素治疗组( 8只 ) ,雌激素 0 .2 μg/kg ,3次 /周 ,腹腔注射 ,治疗两个月。 结果　模型期骨质疏松组血清AKP和TRAP活性显著增高 ,骨质疏松组平均骨小梁宽度变窄 (P <0 .0 0 1 ) ,平均骨小梁间距变大(P <0 .0 0 1 ) ,平均骨皮质厚度变薄 (P <0 .0 0 1 ) ,骨小梁百分比降低 (P <0 .0 0 1 ) ,镓盐及雌激素治疗后 ,可使显著增高的AKP和TRAP活性降低到接近正常组水平 ,平均骨皮质厚度增加 ,骨小梁百分比增大。结论　雌激素抑制骨吸收 ,促进骨形成 ,维持骨转换平衡。提示镓盐通过抑制破骨细胞的破骨能力 ,降低了骨转换率 ,抑制骨溶解 ,增加了骨量及骨的硬度。     

水泥型羟基磷灰石人工骨的制备及性能分析

目的　制备水泥型羟基磷灰石人工骨 ,并进行性能分析。方法　高温法制备出磷酸四钙 ,然后在模拟体内环境下将其与无水磷酸氢钙发生水化固化反应 ,合成水泥型羟基磷灰石人工骨 ,采用X线衍射、吸水率、孔隙率测量及力学测试进行性能分析 ,并采用扫描电镜观察细胞因子在复合骨块内的分布情况。结果　该人工骨主要成分为低结晶度的羟基磷灰石 ;微观结构呈针状或花瓣状晶体构成 ,微孔直径为 4～ 10 μm ,孔隙相互交通 ;平均密度为 1.92 2 g·cm- 3;平均吸水率为 15 .5 0 3% ;孔隙率为 2 9.777% ;耐压强度为 4 2 .7MPa。结论　本研究所制人工骨具有三维空间结构 ,力学性能符合人体非负重骨植骨要求。     

上前牙区角度基台应用的三维有限元研究

目的探索上颌前牙区不同规格种植体在种植修复时使用不同角度的角度基台的效果。方法建立仿真模型,运用有限元法软件分析不同尺寸的种植体(直径Φ3.5mm、4.0mm、4.5mm,长度L11.5mm和L13mm),并对不同直径和长度两两组合后,连接不同角度的角度基台(0°、10°、20°、30°),研究其生物力学性能。结果随着基台角度增加,各部位应力及应变递增,分布更集中;Φ3.5mm各组在较小角度(10°以下)、Φ4.0mm各组在接近30°角度时已有超过骨弹性阈值的危险,而Φ4.5mm各组皮质骨弹性形变在各基台角度下均在安全范围内。结论角度基台的使用需考虑种植体直径因素:小直径植体(Φ≤3.5mm)不建议使用角度基台,如需要使用角度基台,需控制咬合力;标准直径(3.5mm<Φ≤4.5mm)和大直径种植体(Φ>4.5mm)可以连接较大角度的基台,同时需控制咬合避免过载。     

再生钢管混凝土柱黏结滑移性能试验研究

为了探讨再生钢管大骨料混凝土柱的黏结滑移性能,设计8根钢管再生大骨料混凝土柱,并对其进行推出试验,试验主要研究了取代率及界面黏结长度两个因素与初始黏结强度和极限黏结强度的关系,得到相应黏结滑移曲线。结果表明:再生钢管大骨料混凝土柱的应力-滑移曲线主要经历了三个阶段,即无滑移阶段、上升阶段和下降阶段,加载端、中部及自由端全过程应力-滑移曲线具有相似性;取代率在一定范围内(0~40%),极限黏结强度随着取代率的增大而增大,在取代率为40%时达到最大,初始粘结强度随着取代率的增大有所增大,但增大幅度不大,得到再生大骨料的最优取代率约为40%;黏结界面长度在一定范围内(400~700 mm),初滑移黏结强度随着黏结界面长度的增加有所增加,但增幅不大,约为0.001 MPa,而极限黏结强度随着黏结界面长度的增加有下降趋势。     

钢-混凝土组合梁温度效应的解析解

针对考虑和不考虑界面滑移2种情况,在任意温度分布作用下,推导了钢-混凝土组合梁界面剪力、相对滑移和温度应力理论计算公式,采用有限元模拟对考虑界面滑移的公式进行了验证,并在钢-混凝土温差模式(模式1)、《公路桥涵设计通用规范》(JTG D60—2015)温差模式(模式2)和英国规范BS5400温差模式(模式3)下,对比了温度效应的计算结果。分析结果表明:采用考虑界面滑移的剪力理论公式计算出的组合梁界面剪力分布与有限元计算结果规律一致,3种模式下剪力最大偏差分别为1.15%、2.65%和3.41%;组合梁界面剪力服从双曲余弦函数分布,界面滑移服从双曲正弦函数分布;不考虑滑移与考虑滑移计算得到的界面最大剪力基本相等,最大偏差仅为1.22%;组合梁跨中温度应力计算值的最大偏差小于1%,但组合梁端部温度应力计算值偏差较大,模式3温差为20℃时,考虑滑移时的混凝土底部温度拉应力为不考虑滑移时的1.9倍;组合梁的界面温度效应与温差成线性关系,斜率与温度分布模式有关,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移的变化速率最大,分别为9.138kN·℃-1、0.067MPa·℃-1和5.263×10-3 mm·℃-1;温差为30℃时,模式1的界面剪力、界面剪应力和界面滑移变化速率均为模式3的3倍以上,因此,不考虑钢梁温度梯度会使组合梁界面剪力、相对滑移与温度应力计算结果产生偏差,且偏差会随温差的增大而增大。     

内置式下颌骨骨牵引延长器的研究开发与动物实验

目的　报告自行研制的MS 1型下颌骨骨牵引延长器的结构特点及在颌面骨延长动物实验中的应用效果。方法　采用自行研制的MS 1型内置式下颌骨骨牵引延长器 ,对 15只犬分别进行下颌骨单侧及双侧骨牵引延长实验 ,X线定期检查。结果　下颌骨牵引延长 (2 0± 0 .5 )mm ,达到预设值 98% ,牵引完成后经 5周固定 ,新骨完全骨化。结论　MS 1型内置式下颌骨骨牵引延长器在下颌骨牵引延长中具有明显的实用价值 ,临床应用前景广阔     

下颌桩核基牙式全口覆盖义齿基托及支持组织的应力分析

目的　分析下颌桩核基牙式全口覆盖义齿基托及其支持组织的应力分布状况 ,为临床工作提供实验依据和指导。方法　应用三维有限元法研究下颌桩核基牙式全口覆盖义齿基托及支持组织的应力分布特点 ,计算基托、黏膜、皮质骨的应力值并与自然基牙作对比分析。结果　基托在基牙周围有明显应力集中 ;双侧磨牙区牙槽嵴顶处的黏膜应力值相对较大 ;皮质骨主要承受压应力 ,在基牙周围有明显应力集中。结论　基托在基牙处易折裂 ;基牙周围皮质骨受力较大 ,易发生骨吸收 ;桩核对义齿基托及黏膜的应力分布无明显影响 ,对皮质骨的应力分布有一定影响     

风沙冲蚀下钢结构涂层的界面应力与破坏准则

为表征和评价风沙冲蚀作用下钢结构涂层界面结合强度，以西北地区风沙流特征为背景，利用接触力学和界面力学理论建立了在风沙冲蚀作用下钢结构涂层的界面应力表达式.结合断裂力学理论和有限元分析方法，确定了钢结构涂层的界面起裂位置.在起裂位置处建立了考虑压应力影响的界面应力破坏准则.研究结果表明：当冲蚀角度为30°和60°时，最大界面剪应力分别位于冲蚀点前侧200 mm和180 mm处，最大界面压应力分别位于冲蚀点前侧100 mm和50 mm处，涂层界面的起裂位置为最大界面剪应力处.风沙冲蚀作用下涂层的界面应力破坏准则与莫尔-库伦强度准则相似，斜率的大小取决于沙粒的冲蚀角度，且当冲蚀角度为30°和60°时，斜率大小分别为-0.599和-0.467.     

碳纤维与混凝土界面粘结应力计算方法

为了确定碳纤维加固混凝土结构承载过程中胶层部位的剪应力分布规律,判别碳纤维与混凝土界面间是否发生剥离破坏,进行了碳纤维布加固混凝土构件的拉伸试验,基于弹性理论,推导了已知力作用下的任意点胶层界面剪应力与碳纤维正应力的计算方法。计算结果表明碳纤维与混凝土界面的剪应力、正应变的分布规律与试验结果相吻合,计算方法有较高的精度,计算得出胶层部位的极限剪切强度为3.96 MPa,在实际工程中,为防止剥离破坏的发生,应确保胶层剪切应力小于此值。     

集中力作用下预应力FRP增强RC梁的界面应力分析

对受集中荷载作用的预应力FRP片材增强钢筋混凝土梁的界面应力分布进行了理论分析.在弹性理论的基础上,对结构进行受力分析,推导出集中荷载作用下界面剪应力和正应力的计算公式.结果表明,界面正应力不但与荷载和初始预应力的大小、梁的尺寸、粘贴层的弹性模量、剪切模量及厚度有关,还受到FRP弹性模量、厚度及粘贴长度的影响.界面正应力和剪应力在FRP的端部绝对值最大,并且往跨中方向迅速减小.     

Mechanical properties of asphalt pavement structure in highway tunnel

A linear full 3D finite element method （FEM） was performed in order to present the key design parameters of highway tunnel asphalt pavement under double-wheel load on rectangular loaded area considering horizontal contact stress induced by the acceleration/deceleration of vehicles. The key design parameters are the maximum horizontal tensile stresses at the surface of the asphalt layer, the maximum horizontal tensile stresses at the bottom of the asphalt layer and the maximum vertical shear stresses at the surface of the asphalt layer were calculated. The influencing factors such as double-wheel weight; asphalt layer thickness; base course stiffness modulus and thickness; and the contact conditions among the structure layers on these key design parameters were also examined separately to propose construction procedures of highway tunnel asphalt pavement.     

非稳态载荷对二维轮轨纯滚动接触应力和变形的影响

为了揭示轮轨波状表面与非稳态载荷的内在联系,利用有限元法,建立了二维弹塑性轮轨纯滚动接触计算模型,分析法向接触载荷波动值对钢轨残余应力、应变和变形的影响。模型中材料本构采用考虑棘轮效应的Jiang-Sehitoglu模型,非稳态仅考虑法向接触载荷的简谐变化,用弹塑性无限半空间表面上重复移动赫兹法向压力分布模拟反复纯滚动接触过程。发现非稳态法向接触载荷作用下产生同样波长的波状接触表面;随滚动次数的增加,残余应力增大,但很快趋于稳定,而残余应变也增大,但增大速率衰减;载荷波动值越大,波谷和波峰处的纵向残余应力越大,波谷处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越大,而波峰处的轴向残余应力、残余剪应变和表面纵向位移越小,波深越大。     

轮轨热接触耦合效应的有限元分析

针对制动热应力问题,运用有限元直接耦合法,对车轮热接触工况进行了模拟,采用耦合方程同时求解温度场和位移场,研究了纯机械载荷工况和热接触耦合工况下轮轨应力分布与变化规律,分析了车轮及钢轨表层材料和次表层材料的变形、温度与应力之间的关系.分析结果表明:由于热应力的影响,车轮表面以下0～1 mm的表层区域等效应力最大值增大了...     

钢轨三维弹塑性滚动接触应力

用有限元法建立了钢轨三维弹塑性滚动接触计算模型，分析钢轨材料屈服强度对钢轨残余应力和应变的影响．模型中考虑了钢轨的几何形状和边界条件，通过在钢轨表面反复施加移动赫兹法向压力和切向力模拟车轮的反复滚动作用．结果表明：最大等效塑性应变和剪应变均发生在钢轨接触表面，此处易萌生裂纹；钢轨接触表面附近材料塑性变形流线趋势与现场观测到的裂纹方向一致；钢轨材料屈服强度越高，材料的累积塑性变形越小，钢轨的最大残余应力越接近于表面．     

大跨度网壳结构铸钢球节点实体试验研究

通过对重庆奥林匹克体育中心体育场网壳结构铸钢球节点结构的实体试验，获得了球节点表面各测点应力值．结合理论计算和实体试验，对铸钢球节点的受力特点及传力路径进行了分析，指出其应力从管身到球体的变化规律．根据试验得到的铸钢球节点实际应力分布情况，按Mises强度理论对其承载能力进行了评价．将铸钢球节点管身应力与管脚应力的比值作为反映应力集中程度的重要指标，对此比值进行了分析并指出，大型铸钢球节点设计时，可以通过控制该应力比值优化应力传递路径．