钛合金接骨板固定股骨骨折的有限元分析及实验验证

本研究对由钛合金接骨板固定的股骨骨折系统进行了有限元分析及实验验证.通过数据对比,发现有限元法分析结果与实验结果呈现的规律大致相同,结果数值的部分差异在误差范围之内.有限元法分析结果和实验结果呈现的应力转移情况,与骨愈合过程中实际应力转移情况是相吻合的.本研究证明用有限元法分析股骨骨折系统的应力情况是可行的.     

镁合金与钛合金接骨板在股骨骨折愈合中力学性能的研究

探究镁合金与钛合金材料在治疗骨折过程中力学性能的同异.采用实验研究与数值模拟的方法:首先通过ANSYS进行有限元数值分析,并根据接骨板表面应力分布特点确定应力敏感区域位置即应变片贴片位置,然后对贴片位置应变进行预测,最后运用电测法测定镁合金接骨板和钛合金接骨板在治疗骨折过程中测点应变值,来验证数值模拟的准确性.在单一轴向载荷下,股骨内侧一般为压缩,接骨板侧(股骨外侧)一般为拉伸,镁合金接骨板与钛合金接骨板各测点的力学规律基本一致.且随着骨折的逐渐愈合,股骨内侧的应力逐渐增大,而接骨板上应力一般具有减小的趋势.故镁合金接骨板与钛合金接骨板在治疗骨折过程中具有相似的力学特性.     

锁定接骨板与解剖接骨板治疗老年肱骨近端骨折的比较

目的：对比锁定接骨板与解剖接骨板治疗老年肱骨近端骨折的效果.方法：应用肱骨近端锁定接骨板及解剖接骨板治疗肱骨近端骨折56例.比较两种治疗方法在手术时间、术中出血量、术后疼痛评分、术后关节功能评分（score）等方面的差异.结果：56例均获随诊,随诊时间6～18个月,平均12个月.锁定接骨板组术中出血量（134.55±3...     

骨折内固定接骨板生物力学评价及结构设计方法研究进展

内固定术是最为常见且有效的骨折治疗方法,接骨板是临床中常用的内固定植入物。由于骨折愈合需要一定的力学刺激,接骨板的刚度既需要满足骨折复位稳定性的要求,又需要使断骨在愈合的过程中承受合理的力学刺激,因此,接骨板的结构设计对骨折愈合具有非常重要的影响。从骨折复位和愈合的评估方法入手,综述和分析骨折复位稳定性、骨愈合和骨重塑效果的评估分析方法,总结出接骨板结构的基本设计要求;进一步针对接骨板结构的设计方法,对现有接骨板的结构形式、设计方法进行分析和总结,为设计出能更好满足骨折愈合需求的接骨板结构提供参考;最后针对现有接骨板结构设计存在的问题进行分析,提出理想接骨板的设计思路和未来的研究热点。     

切开复位接骨板内固定治疗掌侧Barton骨折19例临床分析

目的探讨桡骨远端Barton骨折的手术方法及疗效观察.方法19例闭合掌侧Barton骨折,所有病例均为手法复位失败者.均采用掌侧人路,使用普通接骨板12例,国产锁定接骨板7例.结果19例在6～18月后得到随访,骨折全部愈合.X线片示桡骨远端的掌倾角和尺偏角均恢复至正常范围,桡骨远端关节面恢复程度好.综合评分优17例,占73%;良2例,占23%.优良率达100%.出现环指伸肌腱卡压1例,取出此螺钉后症状消失.结论桡骨远端Barton骨折采用掌侧接骨板内固定治疗,可以较好地维持骨折复位,允许术后早期功能锻炼,并可获得满意的腕关节功能恢复.     

髓内外植骨环抱接骨板固定治疗因内固定断裂的股骨陈旧性骨折

目的探讨西脉环抱式接骨板内固定治疗因内固定断裂的股骨陈旧性骨折疗效。方法对8例股骨陈旧性骨折内固定断裂患者实施环抱式接骨板再固定加自体髂骨植骨。结果经6月～5年随访,骨折愈合率达100％,髋膝关节均恢复正常。结论对于内固定断裂之股骨陈旧性骨折采用环抱式接骨板内固定加自体髂骨行髓内外植骨是较为理想的治疗方法。     

锁定接骨板治疗胫腓骨远端骨折

目的总结锁定接骨板对胫腓骨骨折治疗的效果.方法回顾分析30例胫腓骨骨折,采用锁定接骨板治疗,其中闭合性骨折17例,开放性骨折13例,并有25例骨折病人进行了6～18个月随访。分析采用Jonher-Wruh评分标准.结果所有骨折患者中愈合优为19例,良3例,中3例,差0例.骨折平均愈合时间为4个月。有1例出现近端锁钉断裂,但未影响骨折愈合,无锁定接骨板弯曲及断裂,未出现小腿筋膜室综合征,无术后感染.结论锁定接骨板治疗胫腓骨骨折是较好的方法之一.     

面向3D打印的钛合金点阵接骨板设计及其仿真

为了改善骨折愈合过程中因金属接骨板弹性模量过大引起的应力屏蔽效应问题,基于拓扑优化与有限元建模技术设计一种面向3D打印的点阵结构接骨板.以钛合金胫骨接骨板为例,建立简化有限元模型,结合有限元法及数据采样方法,分别对实体接骨板系统和点阵接骨板系统进行仿真,并对比其力学性能上的异同点.基于点阵接骨板系统的力学性能分析,实现...     

骨水泥用于股骨近端组配式假体柄固定的有限元分析

目前对于骨干组配式假体重建股骨近端骨缺损情况下骨水泥鞘的生物力学性能尚不清楚,而骨水泥鞘因应力集中而出现疲劳破裂是导致骨干假体松动的主要生物力学因素之一.本实验模拟临床操作以骨干组配式假体重建股骨近端骨缺损,利用有限元软件进行仿真分析,探究假体不同近端柄长以及外加辅助钛板固定方式下对应近端骨水泥鞘的应力分布变化规律.结果显示随着近端柄长的增加,对应骨水泥鞘应力峰值逐渐降低;相同柄长条件下外加辅助钛板增加了骨水泥鞘的应力峰值.     

AZ31镁合金热轧开坯变形行为的有限元模拟

采用二维弹塑性大变形热力耦合有限元法(FEM),对半连续铸造AZ31镁合金热轧开坯过程第一道次进行模拟,分析变形区内轧件的应力场、应变场的分布及整个热轧过程中的温度场的变化规律.实验结果表明:在轧件变形区内,等效应力沿轧制方向逐渐增大,在中性面附近达到最大值54.1 MPa,随后又逐渐减小;靠近轧件表层σ_x为压应力,靠近心部为拉应力,在变形区σ_y主要为压应力,由表面到中心σ_y逐渐减小;等效应变沿轧制方向逐渐增大,在轧件出口处达到最大值0.253;在整个轧制过程中,轧件内部节点的温度变化缓慢,而表面节点的温度变化剧烈,轧制完成后,表面温度从500℃降低到467℃,中部温度从500℃升高到503.1℃,心部温度从500℃升高到502.2℃.     

钛合金材料超高速磨削湿式温度场的有限元仿真

在磨削工艺实验的基础上,运用有限元方法对钛合金超高速磨削湿式温度场进行了仿真, 分析计算了超高速磨削状态下钛合金磨削区的磨削热分配率.从而得出了钛合金主要磨削参数对湿式磨削温度场的影响趋势.     

镁合金温拉深工艺的有限元模拟和实验研究

通过实验方法和有限元分析研究AZ31(3%Al,1%Zn,质量分数)镁合金的温拉深成形。利用有限元分析研究工艺参数对盒形件拉深性能的影响,预测成形过程中缺陷的产生及扩展。通过模拟得出的成形极限图发现200℃和250℃下板材成形性能良好;通过对厚度进行测量发现200℃时的厚度分布更均匀,而拉深速度为18 mm/min时没有发生断裂缺陷;当拉深速度达到66 mm/min和180 mm/min时在凸模拐角处发生断裂;在不断升高温度条件下,AZ31板材的成形性能有显著提高;温度和速度对盒形件的拉深成形均有很大的影响。实验和数值模拟结果匹配,可以通过有限元分析来指导实验。     

雁列式断层拉张破裂有限元数值模拟

为了研究典型断层构造形式--雁列式断层的变形破坏特征,采用拉张破裂有限元程序开裂准则8,当0.995(max≤(1≤(max时节点开裂,模拟了雁列式断层的破裂过程.雁列式断层按错列方向与运动方向的关系可分为两类:拉张型和挤压型.分别对这两种断层结构的破裂过程进行了模拟,并与数字散斑实验和岩石试件现场实验结果进行了对比,数值试验很好的模拟了第2条裂纹即拉破坏裂纹,可以为研究地震的发生机制及前兆特征等提供理论支持.     

7050铝合金热挤压成形过程的有限元模拟

针对传统工程机械用销轴数量多、重量大、工况差等不足,以7050高强轻质铝合金代替传统钢质材料,采用DEFORM‐3D有限元分析软件,对7050铝合金热挤压成形过程进行有限元数值模拟,分析了挤压载荷、金属流动速率、等效应变、等效应力和温度场等参量的变化规律。结果表明,销轴的热挤压变形过程可分为4个阶段,即挤压填充阶段、开始挤出阶段、稳定挤压阶段和终了挤压阶段;工件内部等效应变分布横向均匀性较好,除了尾部变形不均匀外,其他部位应变分布基本一致;在挤压凹模模口处形成死区,工件内部等效应力达到最大值。     

破片侵彻纤维复合材料板的有限元数值模拟

采用有限元方法对几种不同外形和材料的破片模拟弹垂直侵彻玻璃纤维增强复合材料层合板的动态响应过程进行了模拟分析,研究了靶板有限元模型网格尺度对抗破片侵彻特性模拟计算结果的影响,分析了靶板直径和边界约束条件等因素对复合材料板的抗破片特性的影响。对于厚度为4.0mm以上的较厚靶板,几种常用的13.4g钢质破片模拟弹的外形和材料的差异对侵彻能力影响较小。与已有文献中的实验结果的比较表明:当有限元网格尺度接近复合材料单层厚度时,计算结果的精度较好;当靶板直径大于一个与靶板材料波速相关的临界直径时,靶板直径、边界约束条件对破片模拟弹剩余速度的影响可忽略;完全固支条件的计算结果比简支或自由边界条件更接近于大尺寸靶板的计算结果。     

AZ31镁合金变形行为的热/力模拟

采用GLEEBLE-1500热／力模拟机在变形温度为423～723K,应变速率为0．01～10s^-1,最大变形量为60％的条件下对铸态AZ31镁合金进行热／力模拟研究,并结合热变形后显微组织,分析合金力学性能与显微组织之间的关系。研究结果表明：应变速率和变形温度是影响变形激活能的关键参数;当变形温度一定时,流变应力和应变速率之间呈线性关系,合金的变形激活能在523～573K时变化不大,而在大于573K时增大较快,可用包含Arrheniues项的参数Z描述AZ31镁合金热压缩变形的流变应力行为。     

水箱拉丝机拉丝过程的有限元模拟仿真分析

以初始钢丝生产线为研究对象,利用ANSYS有限元分析软件对水箱拉丝机第一道次拉拔过程进行模拟仿真,研究在拉拔过程中拉拔模锥角、摩擦系数和压下量对拉拔力的影响,并对其轴向应力和径向位移分布特点进行分析。结果表明,随着模锥角的增大,拉拔力呈先减小后增大的趋势,当模锥角为8°时,拉拔力最小;随着摩擦系数、压下量的增大,拉拔力随之增大;在出口处钢丝的外层轴向应力达到最大,由外层向内层轴向应力逐渐减小,钢丝前端应力达到均匀,且钢丝的模拟径向直径小于理论直径。     

RLWT与APA试验原理的有限元模拟

近年来,沥青路面的高温抗车辙性能与设计标准的符合性备受关注。多轮车辙仪RLWT和沥青路面分析仪APA是用来检测路面芯样抗车辙性能的重要仪器。通过有限元分析,比较了2种仪器的试验原理。结果表明,RLWT试验方法对试件内部损伤的反应更加敏感;试件承受整体的剪切和弯拉作用;试件表面2 cm以下,RLWT试件的剪应力和剪应变明显大于APA试件,RLWT试验方法更侧重于对试件的剪切性能的评价。因此,对于高温下混合料芯样抗剪切性能的评价,优先选用RLWT试验方法。研究成果对沥青路面施工质量和对于设计的符合性检验具有重要的指导意义。