生物可降解镁合金支架的扩张性能

介绍了生物可降解镁合金支架的应用背景和研究现状.应用有限元方法研究了镁合金支架的扩张过程.为了便于分析和比较,同时建立了具有相同几何模型的316L医用不锈钢支架,分别比较了它们在几何变形、应力分布、轴向缩短率、扩张速度等方面的差异性.结果显示,扩张镁合金支架比扩张不锈钢支架要容易得多.在扩张压力和扩张直径相同的前提下扩张镁合金支架和不锈钢支架,前者的扩张速度高于后者;前者的轴向缩短率小于后者;扩张到最大直径时,前者的最大Von Mises应力小于后者.有限元模拟对支架性能的评价和设计有一定指导意义.     

生物可降解聚合物血管支架膨胀性能有限元分析

血管支架最有潜力的发展方向是生物可降解聚合物血管支架,而支架的膨胀性能直接影响血管支架的质量和应用.利用有限元方法,采用von Mises屈服和各向同性强化准则,通过与316L不锈钢和WE43镁合金两种支架材料进行对比,分析了聚左旋乳酸(PLLA)材料支架的膨胀性能.结果表明,PLLA新型血管支架具有良好的均匀膨胀性、轴向短缩性和柔顺性,但其回弹性能有待改善.     

膨胀管膨胀参数优化和膨胀模拟

为了使膨胀管的膨胀过程顺利进行,研究了膨胀锥锥角、膨胀锥与膨胀管之间的摩擦因数等参数对壁厚减薄量、轴向长度收缩量和膨胀力的影响,并优化了膨胀参数.在参数优化的基础上,利用ANSYS有限元分析软件对X52膨胀管的实际膨胀过程进行了模拟,结果表明:膨胀管膨胀后壁厚变薄,轴向长度收缩;轴向和环向的残余应力较大,其他方向的残余应力较小;膨胀力随着膨胀过程的进行呈现一定的变化规律.通过试验结果和模拟结果的比较,验证了模拟的合理性.     

医用血管支架生物力学性能分析方法研究

介绍了医用血管支架的应用背景和研究现状,在比较国内外研究成果的基础上,将血管支架生命周期划分为设计与制造、支架扩张植入过程和植入后有效期3个阶段,并对各个阶段的特点进行了详细论述;阐述了在支架生命周期中应用有限元技术进行支架设计的研究思路;针对支架植入时的扩张过程进行实例分析,例证了应用有限元法进行支架设计研究的分析方法;提出了支架体外扩张实验研究的解决方案,为血管支架扩张过程的有限元模拟提供有力的实验支持.     

膨胀土浸水过程中水平受荷单桩p-y曲线研究

为了建立膨胀土地基浸水过程中不同含水率的水平受荷单桩p-y曲线,首先开展膨胀土浸水前和浸水饱和2种工况下的水平受荷单桩模型试验,分析桩身弯矩变化规律;然后基于温度场等效湿度场理论,采用ABAQUS有限元软件对模型试验进行模拟,通过无荷载膨胀率试验和模型试验验证有限元计算模型的准确性.在此基础上,建立浸水过程中其他5种不同含水率工况的计算模型,对有限元计算结果进行了处理分析.研究得到以下结论：(1)同级荷载作用下,膨胀土浸水饱和后的桩身弯矩值比浸水前的值偏大,当荷载等级增大时,膨胀土浸水前后桩身弯矩的差值也会随之增大,此时桩身弯矩零点位置也明显下移;(2)得到了水平受荷单桩在7种不同含水率工况下的有限元计算p-y曲线族;(3)确定了膨胀土地基浸水过程中水平受荷单桩的理论p-y曲线函数表达式,并通过模型试验和有限元模拟验证了其合理性.     

冠状动脉植入支架的动态特征分析

采用有限元分析方法,研究了镁合金冠状动脉支架在植入过程中由膨胀产生的弹塑性大变形行为,得到了支架内等效应力随膨胀加载位移的变化规律. 考虑了支架回弹后残余变形、残余应力以及血管约束对其动态特征的影响,计算了支架前5阶的固有频率、相应的振动模态以及在简谐激励下的位移响应. 分析结果指出,植入支架经过膨胀和回弹变形后,前5阶固有频率均会显著降低,并且残余应力对支架固有频率和振动模态影响较小. 考虑血管约束时,支架的前4阶固有频率有所改变,但是不影响振动模态特征. 并且指出支架较之扭转和呼吸变形更易产生弯曲变形. 这些结果可为支架强度和刚度的优化设计提供参考.      

膨胀管技术中膨胀芯头锥角设计

膨胀套管技术是20世纪90年代才兴起的一门节约井眼直径的钻井技术,在我国还处于理论探索阶段。用ADINA软件中的弹塑性有限元接触问题建立了可膨胀管膨胀过程的力学模型,通过对膨胀芯头锥角α的不同取值,在相同工况下对N-80钢级材料的244.5 mm(95/8″)套管膨胀至298.4 mm(113/4″)的膨胀过程进行详细的计算机模拟分析,并且在定性和定量地比较套管膨胀后的等效应力、接触压力、残余应力、膨胀芯头所需的推动力以及套管轴向收缩量的基础上,得出了膨胀芯头的锥角α取值为12.3°时更有利于膨胀套管的膨胀,为膨胀芯头的结构设计提出了依据。     

心血管支架瞬态扩张的有限元分析与设计优化

在经皮腔内冠状动脉成形术(PTCA)的帮助下,血管支架已成为心脏疾病的一个主要治疗手段。经研究,支架气球系统端部的结构影响了支架的瞬态扩张行为。支架气球系统的膨胀呈现非均匀扩张,即两端先于中部扩张,该现象会在支架的端部致使血管损伤。文中运用有限元法(FEM)模拟分析不同的支架结构和气球的长度在不同的内部压力下的瞬态膨胀过程。模拟结果表明,端部优先现象可以通过支架几何形状的改进和优化气球长度来消除。     

“U”型钢支架搭接处力学性能

为研究"U"型钢支架搭接处力学性能,通过室内实验和ABAQUS/EXPLICIT有限元软件模拟研究29"U"型钢支架搭接处卡缆在不同预紧情况下,支架的初始工作阻力及其轴向承载能力变化规律及特征;同时研究搭接处的受力、变形和缩动特性.研究结果表明:当螺母的预紧扭力增大时,支架的初始工作阻力、相对平稳期轴向承载能力和解除预紧的扭力都增大;"U"型钢支架搭接处轴向承载力不稳定,发生间歇性骤降,卡缆螺杆发生突然错动,支架的收缩性能不稳定;卡缆螺杆发生严重偏斜,造成螺杆超过抗拉强度发生断裂,导致搭接处卡缆失去作用,影响整个支架的完整性、稳定性和承载能力,影响煤矿安全生产.这对改善"U"型钢支架搭接处的搭接形式和接触方式具有一定的指导意义.     

川西南地区膨胀岩的膨胀特性

利用岩土三向膨胀力测量仪,研究膨胀岩的膨胀特性。试验结果表明:在无侧限条件下,膨胀岩吸水膨胀是具有时间效应的时间过程,试样吸水后,膨胀应变很明显,在较短时间内可以达到总膨胀变形的85%以上,随着时间的增长,膨胀应变最终趋于稳定状态。轴向应变始终大于径向应变,最终的轴向应力值约为径向应力值的2倍。随着含水率的增加膨胀应变也相应增加,其发展过程大体分为开始膨胀、快速膨胀、稳定膨胀3个阶段。膨胀岩的轴向应变随轴向应力的增大而减小,在较小的应力区间范围内,膨胀岩的膨胀应变变化比较明显,随着轴向应力的增大,其变化程度有所放缓。修正后的Huder-Amberg本构模型更符合膨胀岩的膨胀特性。