颈干角和前倾角变化对髋关节应力分布影响

本文建立了不同颈干角和前倾角的置换后有骨盆髋关节模型,通过数值模拟分析了颈干角和前倾角的变化对置换后髋关节各部分应力分布规律的影响.通过对不同颈干角和前倾角的髋关节模型进行数值模拟,发现随着髋关节模型颈干角和前倾角的改变,股骨和假体柄上的最大应力值及位置也会随之改变且呈现一定的规律性,说明颈干角和前倾角也是影响髋关节应力分布及应力值大小的重要因素.     

人工髋关节设计中颈长颈干角对应力分布的影响

为研究髋关节假体颈长、颈干角改变时，假体和骨水泥上应力水平及分布的变化，比较试验值与有限元计算结果，建立一合理的力学模型．结果表明假体和骨水泥上的应力随颈干角的增加而单调下降；颈长在３５～４４ｍｍ范围内，假体和骨水泥上应力水平较低，超过这一范围应力水平单调上升．特别指出降低假体和骨水泥上的应力与提高股骨上应力及增加髋关节活动范围是一对矛盾．最后指明颈干角在生理范围１３０°左右，颈长在３５～４４ｍｍ较合理     

人工髋关节置换后股骨柄应力的有限元分析

建立了全髋关节置换术后的三维有限元模型，应用目前先进的ABAQUS有限元软件，对临床骨科医学中采用的人工髋关节在多种承载条件下股骨柄的应力的大小和分布状况进行了较为详细的计算与分析，为改进人工髋关节的设计、置换和提高人工髋关节寿命提供了一些有益的依据。     

髋关节置换的有限元分析及实验验证

本研究针对天津某医疗企业新一代髋关节假体置换前后应变分布规律进行了有限元分析及实验验证,通过对比有限元分析结果与实验结果,发现有限元分析结果与实验结果呈现的规律较为一致.本研究表明用有限元法分析髋关节置换的应变情况是可行的,但置换髋关节的模型、模型的参数、边界条件需要进一步优化.从有限元分析结果和实验结果来看,髋关节置换后呈现应变转移情况.实验与仿真均证实了使用髋关节置换前后有相似的力学效应,使用该髋关节假体预计会获得较好的临床使用效果.     

板件厚度对残余应力分布的影响分析

采用ANSYS软件建立了一个T型焊件,将面板厚度在14～20 mm之间变化,借此来研究板件厚度对焊接残余应力分布的影响。计算结果表明：面板上缘的残余应力在不同方向表现为不同属性,其中纵向为压应力,横向为拉应力;下缘纵向的残余应力接近材料屈服极限;面板越厚,下缘纵向和横向残余应极值之间的差距就越小;横向残余应力对面板厚度变化的敏感性要强于纵向的残余应力;如果将面板的厚度增加6 mm,在焊趾处,纵向和横向的残余应力分别增加了1.5%和9.9%,而在焊根处则分别增加了7.0%和20.5%。     

结构面形态对岩体应力分布状态的影响

边坡的破坏多沿应力集中部位产生,影响边坡内部应力分布的因素众多,通常包括边坡几何形态、岩土体结构、边界条件和约束条件等,目前随着数值方法的广泛应用,不同影响因素下的应力状态有了较为统一的认识,但是对平直状、折线状、波状、台阶状等不同结构面形态下岩体应力分布状态的研究尚少,本文通过对其深入分析,得到了一些规律性的认识,可用于指导工程实践,有一定的推广价值.     

扩散应力对圆筒结构中渗C的影响

运用数值方法模拟C浓度和扩散应力沿壁厚方向随扩散时间的演变规律,研究圆筒结构在平面应变情况下扩散应力对渗C的影响.结果表明:扩散应力增大了C的有效扩散系数,从而加速了质量传递的过程;当扩散时间一定时,C浓度和平均浓度随着圆筒外径与内径比值的增大而减小.圆筒中内表面渗C导致径向应力从内壁到外壁始终为压应力,周向和轴向应力在内壁附近为压应力,在外壁附近为拉应力.     

煤岩特性对应力分布影响的实验研究

为了治理冲击矿压灾害,采用数值模拟方法研究了井巷周围煤岩体的力学特性对应力分布的影响。研究结果表明,巷道周围煤岩体的体积弹模、内聚力和内摩擦角均对应力分布有较大的影响。根据这个结果,可采用卸压爆破的方法,改变应力分布状态,减小或消除冲击矿压危险。     

生物心瓣应力分布的非线性有限元数值模拟

采用八结点超参数板壳元，对猪主动脉瓣在闭合脉瓣载状态下的应力分布进行了非线性有限元数值模拟。分析了变厚度瓣膜的应力分布，发现厚度对应力分布有影响。接合边顶部，基底和侧边缘区应力较大。进一步分析了正常及具有几个散布钙化点的瓣膜的应力分布，发现钙化区域应力显著增大。     

铸造镁合金的应力分布数学模拟研究

为了优化铸造AZ91镁合金的铸造工艺,采用ProCAST软件对AZ91镁合金半连续铸造过程中的应力分布进行了数学模拟,研究了铸造温度、拉坯速度对AZ91镁合金铸件等效应力分布和热裂纹倾向的影响。结果表明:AZ91镁合金半连续铸造结束时,随着距离铸锭心部距离的增加, AZ91镁合金铸锭的热裂倾向HCS逐渐减小, AZ91镁合金铸锭心部的热裂倾向要高于表层;在相同位置处,铸造温度越高则HCS值越小,表明铸造温度越高热裂倾向越小;在不同拉坯速度下,铸锭心部的HCS值都大于表层, AZ91镁合金铸件在相同位置处的热裂纹倾向随着拉坯速度增加而增大。     

Effects of mechanical forces on maintenance and adaptation of form in trabecular bone

The architecture of trabecular bone, the porous bone found in the spine and at articulating joints, provides the requirements for optimal load transfer, by pairing suitable strength and stiffness to minimal weight according to rules of mathematical design. But, as it is unlikely that the architecture is fully pre-programmed in the genes, how are the bone cells informed about these rules, which so obviously dictate architecture? A relationship exists between bone architecture and mechanical usage--while strenuous exercise increases bone mass, disuse, as in microgravity and inactivity, reduces it. Bone resorption cells (osteoclasts) and bone formation cells (osteoblasts) normally balance bone mass in a coupled homeostatic process of remodelling, which renews some 25% of trabecular bone volume per year. Here we present a computational model of the metabolic process in bone that confirms that cell coupling is governed by feedback from mechanical load transfer. This model can explain the emergence and maintenance of trabecular architecture as an optimal mechanical structure, as well as its adaptation to alternative external loads.     

女性平、翘臀体裤子上裆结构的定量研究

为改善女性平臀体型和翘臀体型穿着普通裤子的不合体程度，据其体型特征，采用立体裁剪结合平面裁剪的方法，在人台上模拟体型研究平、翘臀体型裤子上裆结构，提出在标准体型裤子上裆结构图形基础上的定量修正方法．该方法补充了经验的裤子上裆结构调整的定性描述方法，扩展了裤子样板适用范围，并对进一步研究各种体型裤子上裆结构提出思路．     

人工髋关节置换并发症24例临床分析

重点探讨了２４例人工髋关节置换手术并发症产生的原因及防治方法,初步认为防止或减少人工髋关节置换术后并发症的关键在于：１．正确的病例手术选择;２．提高手术者的操作技术及对生物力学机理的了解;３．选择国内外优良及适当型号的人工髋关节假体;４．应用正确的骨水泥固定技术     

The dimensional accuracy of preparation of femoral cavity in cementless total hip arthroplasty

Objective: To observe the accuracy of femoral preparation and the position of the cementless prosthesis in femoral cavity, and to compare the results between the computer-assisted surgical group (CASPAR) and the conventional group. Methods: Ten femoral components were implanted either manually or by CASPAR in cadaver femurs. The specimens were cut to 3mm thick slices. Microradiograms of every slice were sent to a computer for analysis with special software (IDL). The gaps and the medullary cavities between component and bone, the direct bone contact area of the implant surface, the gap width and the percentage of gap and bone contact area were measured in every slice. Results: In the proximal implant coated with HA of the CASPAR group, the average percentage of bone contact reached 93.2% (ranging from 87.6% to 99.7%); the average gap percentage was 2.9% (ranging from 0.3% to 7.8%); the maximum gap width was 0.81mm and the average gap width was only 0.20mm. While in the conventional group, the average percentage of bone contact reached 60.1% (ranging from 49.2% to 70.4%); the average gap percentage was 32.8% (ranging from 25.1% to 39.9%); the maximum gap width was 2.97mm and the average gap width was 0.77mm. The average gap around the implant in the CASPAR group was only 9% of that in the manual group; the maximum and average gap widths were only about 26% of those in the manual group. On the other hand, the CASPAR group showed 33% higher bone contact than the manual group. Conclusion: With the use of robotics-assisted system, significant progress can be achieved for femoral preparation in total hip arthroplasty.     

髋关节置换术后有缺损股骨的有限元分析

运用大型有限元分析软件ABAQUS建立了髋关节置换术后的三维有限元模型。对骨水泥固定有小骨皮质缺损(10%股骨干直径)的羊股骨,进行了扭矩作用下生物力学分析。实验中使用了3种不同长度的股骨柄:股骨柄的末端位于骨皮质缺损处的上端2倍于股骨干直径;股骨柄的末端位于骨皮质缺损处;股骨柄的末端超过骨皮质缺损处的2倍于股骨干直径处的股骨柄。分析结果表明:股骨柄的长度在骨皮质缺损处的不同位置时,孔周围的应力分布也不相同。股骨柄的长度在孔的下部,2倍于股骨干直径位置时,孔周围的应力明显减小。对比使用3种不同长度的股骨柄,股骨上的最大应力值在股骨柄超过骨缺损处2倍于股骨干直径时最小。     

骨质疏松与老年人髋部骨折的关系

目的探讨老年髋部骨折与髋部骨密度（BMD）和股骨近端几何结构的关系。方法老年髋部骨质疏松骨折47例为骨折组,无骨折50例为对照组,测量两组股骨近端骨密度及股骨颈轴长（FNAL）、颈干角（NSA）（髋部骨折组对其健侧进行检测）,比较分析彼此间的相关性。结果老年髋部骨折组与对照组比较股骨近端骨密度明显降低,FNAL长于对照组,NSA较对照组大。结论股骨近端骨密度和FNAL及NSA可以提高对老年髋部骨质疏松骨折危险性的预测。