钛合金经皮植入式假肢骨内固定植入体表面经生物陶瓷改性后与骨整合的研究

通过对钛合金经皮植入式假肢的的骨内固定植入体表面进行生物陶瓷改性,以研究经改性过的植入体与其宿主骨整合的能力.采用羟基磷灰石喷涂和微弧氧化两种生物陶瓷改性工艺,对骨内固定植入体进行改性处理,将改性过的植入体植入山羊后腿胫骨,术后8周取标本行组织学观察,见两种生物陶瓷改性的植入体均可与宿主骨形成严密整合.计算宿主骨组织与植入体整合率,发现经生物陶瓷表面改性的植入体与宿主骨组织整合率显著高于未经生物改性的对照组植入体(p＜0.01),而羟基磷灰石喷涂组和微弧氧化组与宿主骨整合率的差别无统计学意义(p＞0.05),说明羟基磷灰石和微弧氧化两种陶瓷层都具有很强的诱导骨生成能力,经其表面改性的骨内固定植入体能与宿主骨形成紧密整合.     

新型多段式股骨植入体周围骨应力分布的三维有限元分析

应用于植入性下肢假肢的骨植入体多为一段式结构，长期使用下产生的应力屏蔽效应容易引起骨质疏松，继而导致植入体植入失败．设计了一种新型的多段式结构的植入体，并基于人体CT扫描数据建立了相关股骨残肢骨和骨内植入体模型，在步行最大生理载荷情况下，采用三维有限元分析方法，对新设计周围的骨应力进行了分析研究．结果表明相比于一段式植入体，新型植入体植入后应力屏蔽和应力集中的程度得到了有效减轻，且与自然骨的应力较为接近，而且还能保持其在体内的稳定性，是比较理想的新型植入体设计。     

预加应力对滚动接触疲劳强度的影响

木文根据弹流理论和弹性力学计算了滚动接触应力场，并进行了预加拉应力对接触疲劳寿命影响的实验研究。结果表明：预加拉应力使裂纹起源于表面的点蚀寿命缩短，与滚动方向成３０°角的剪应力是引起点蚀的决定应力。     

骨盆内移截骨加植骨造盖治疗大龄儿童先天性髋关节脱位

目的：研究一种大龄儿童先天性髋关节脱位的新术式,为解决大龄儿童先天性髋关节脱位、头臼不称、即股骨头大、髋臼小,用其他术式无法覆盖包容股骨头的问题.方法：骨盆内移截骨加植骨造盖及粗隆下短缩旋转截骨术治疗头臼不称的大龄儿童先天性髋关节脱位.结果：本组15例,据周永德评定标准,除有2例髋关节屈曲活动受限、1例轻度股骨头坏死外,其余均为优良,无一例半脱位及全脱位.结论：大龄先天性髋关节脱位的头臼不称、头大臼小、真假臼相连者可以推广应用骨盆内移加植骨造盖术,其优点在于单纯骨盆内移术所不能解决的真臼边缘与近端不能很好衔接的问题.     

新型张弦网壳组合结构的设计与分析

在鄂尔多斯东胜体育中心综合体育馆展厅结构设计中,提出了在张弦桁架之间设置双层网壳的新结构体系,在满足复杂建筑造型的同时,有效增加了结构的刚度和稳定性.设计了接近实际工程的基本算例,从整体模型入手,全面分析了垂跨比、初始预应力和撑杆数量变化对结构静力性能、动力性能以及用钢量的影响.依据分析结果,对不规则造型的鄂尔多斯东胜体育中心综合体育馆展厅进行设计,其中索的预应力是设计中的难点和关键,本文给出了详尽的调索方法和依据.     

道路加铺层设计计算方法研究

本文基于笔者从事路面加铺层设计的相关工作经验和项目背景,以混凝土路面沥青加铺设计为研究对象,探讨了沥青加铺层的纤细设计思路和计算方法,全文是笔者工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。     

基于Micro-CT的骨内微血管显影和三维重建

在保留骨矿物成分及骨结构的前提下,应用亚纳米级硫酸钡作为血管造影剂,通过Micro-CT对骨内微血管结构进行二维及三维显像,并实现血管、骨显微结构及骨矿物量的同步定量评价.成年鸸鹋8只,4只为空白对照组,4只为实验组.实验组动物于麻醉成功并置换下肢血液后,自腹主动脉注入亚纳米级硫酸钡明胶混悬液,进行下肢血管造影,取下肢...     

旧房加层改造的设计与施工技术建议

从建筑物的鉴定、结构方案的选择、基础及结构构造措施等方面对旧房加层的设计与施工技术进行探讨并提出建议.     

动静脉阻滞及再灌注对骨内压影响的实验研究

动静脉阻滞及再灌注对骨内压影响的实验研究李雪梅，夏亚一（兰州医学院骨科研究所７３００００）骨内压是近年来发展起来的概念，指血液动力产生的骨内压力。在正常情况下，骨内血液循环与骨外软组织血液循环之间有一定的动态平衡关系，而骨内压受肌肉收缩舒张、疼痛、神...     

关于对旧房加层设计的探讨

加层房屋是新旧房屋的结合,既不同于新建房屋也不同于旧有房屋,既有新建房屋特点又有新建旧有房屋的特点,所以在进行加层房屋的抗震鉴定和抗震设计时,不能简单地套用抗震鉴定和抗震设计规范。研究探讨房屋加层抗震鉴定和抗震设计应当执行什么规范标准,采用什么依据是非常重要的,也是提高加层房屋抗震设计的一个急需明确解决的问题。本文对上述问题进行了分析,提出了解决方法。     

预应力硬态切削对轴承套圈加工表面残余应力及形态的影响

理论分析和实践表明,已加工表面上合适的残余压应力的分布能提高机器零部件的表面质量和接触疲劳强度及寿命,本文针对轴承套圈外滚道表面残余应力的问题,采用预应力硬态切削方法,以主动控制轴承零件加工表面残余应力状态,提高轴承零件的疲劳寿命。文中对比和分析了硬态干式切削、预应力硬态切削和磨削三种方法加工轴承套圈得到的加工表面残余应力,并研究了加工表面硬度、表面粗糙度以及表面状态等。结果表明,预应力硬态切削可以获得满意的残余压应力状态和较好的表面质量。     

正常咬合与错颌畸形磁性覆盖义齿种植体生物力学比较分析

对正常咬合和错颌畸形情况下下颌骨在种植体支持下的生物力学响应进行了对比研究.通过建立磁性附着体下颌覆盖义齿的三维有限元模型,分正常咬合和异常咬合两种情况在右第一磨牙上施加垂直向下的载荷,记录种植体周围骨及黏膜的生物力学性能.在错颌畸形的情况下,种植体周围骨的最大等效应变略大于正常咬合情况,但都在生理耐受阈值内.黏膜在圆...     

防辐射挖掘机屏蔽门的结构设计及其模态分析

对防辐射挖掘机屏蔽门进行了屏蔽设计与减震设计,以确保工作人员4 h内接受辐射剂量在91.3μSv以内,且在正常工作时铅玻璃不会由于振动而被破坏.屏蔽门门板采用"灌铅结构",铅板厚度为22 mm,门玻璃选用ZF6铅玻璃,厚度为60 mm.屏蔽门减震设计采用弹簧减震和橡胶减震相结合的方法,并对铅玻璃进行抗震性能实验,实验表明:在弹簧最大变形量时,铅玻璃不会由于振动而被破坏.对屏蔽门进行模态分析,分析结果表明:屏蔽门左下角为其薄弱环节,为屏蔽门后续的结构优化提供参考.     

融合粗糙集和人工神经网络的产品敏捷定制设计方法

为快速响应客户需求和提高产品定制效率,通过分析产品设计过程的特点,结合粗糙集理论和神经网络方法各自的优势,提出一种融合粗糙集和神经网络的产品敏捷定制设计新方法,将粗糙集和神经网络方法有机集成应用于产品设计过程。该方法中,运用粗糙集对设计要求进行约简,提炼有效的决策条件;在此基础上,采用神经网络方法构建不同设计阶段的设计要求与其对应的产品结构间的网络模型,快速确定产品结构形式。并将该方法成功应用于某卷板机的总体方案定制设计过程。这种方法为实现产品敏捷定制开发提供了一种新的解决思路和技术手段。     

Production of 316L stainless steel implant materials by powder metallurgy and investigation of their wear properties

In this study,the mechanical and wear properties of AISI 316L stainless steel implant materials,produced by powder metallurgy(P/M),were investigated.AISI 316L stainless steel powder was cold-pressed with 800 MPa of pressure and then sintered at 1200,1250 and 1300°C for 30 min as three sample groups.The microstructure,and mechanical and wear properties of the resulting steels were investigated.Light optical and scanning electron microscopiese were used to characterize the microstructure of the steels.Room temperature mechanical properties of the steels were determined by hardness measurements and impact tests.Wear was determined using the pin-on-disc wear test,and the results were evaluated according to weight loss.The results indicate that the sintering temperature,time and atmosphere are important parameters that affect the porous ratio of materials produced by P/M.Sintering at high temperature can eliminate small pores and make the residual pores spherical.The wear tests showed that the wear of the AISI 316L stainless steel implants changed depending on the sintering temperature and load.Spherical pores in the samples increase the wear resistance.Moreover,decreasing the porosity ratio of these materials improves all of their mechanical properties.     

A bionic artificial joint system and investigation of tribological performance

Joint replacement is one of the most common and successful operations in orthopaedic surgery. It consists of replacing painful, arthritic, worn or cancerous parts of the joint with artificial surfaces shaped in such a way as to allow joint movement. The polyethylene component has been implicated as the key factor affecting the lifetime of these prostheses. This paper introduces a bionic artificial joint system which aims to prolong the lifetime of such prostheses. Included are bionic system design, investigation of bionic therapeutic lubricants and analysis of the mechanical properties of hip prostheses. Possible future developments which might improve artificial joints are also discussed. Supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant No. 50105014), Science and Technology Committee of Shanghai (Grant No. 04 QMX1442), Shanghai Leading Academic Discipline Project (Grant No. Y0102) and Graduate Innovation Fund of Shanghai University (Grant No. A.16-0109-07-002)     

假肢膝关节磁流变阻尼器的多目标优化设计与分析

为解决目前应用于假肢膝关节的磁流变阻尼器(magnetorheological damper,MRD)存在的问题,通过建立假肢膝关节磁流变阻尼器结构参数与优化目标之间的关系模型;以磁流变阻尼器的低功耗化及轻量化为优化目标,采用多目标遗传算法对其关键几何尺寸进行优化,分析各参数对优化目标的影响,并得出最优化的解。研究结果表明:优化过后的假肢膝关节磁流变阻尼器的体积及功耗分别减小了21%和36%,同时其输出阻尼力并没有受到影响;阻尼器的功耗优化与体积优化之间存在相互制衡关系,因此在寻求最优解时,应考虑实际情况的需要,选择最为合理的参数。     

基于绳牵引并联机构的上肢康复机器人设计

人类的上肢为生活提供了诸多便利,健康的上肢是高质量生活的保证。上肢如果出现运动功能障碍就需要接受康复治疗。为了减轻康复师的工作强度,同时增强治疗效果,需要利用康复机器人代替康复师来进行康复训练。通过分析肘、肩关节的运动特性和规律,基于三自由度的冗余绳牵引并联机构设计了一款面向上肢康复的机器人。该机器人由定位模块和连接模块组成,可对不同尺寸的上肢进行主动和被动康复训练。由于机器人结构简单、易于装配、制造成本低,更容易被用户所接受。在结构设计完成后对该上肢康复机器人进行了运动学建模,同时进行了机器人奇异性的分析,为后续运动控制的研究做准备。最后,考虑到机器人的力传递性能和体积大小,采用多目标优化的方式对机器人进行了优化设计。仿真结果表明：优化设计有效地提升了机器人的相关性能。研究结果可为绳牵引并联机构在上肢康复机器人设计中的应用提供理论参考。     

反应堆主屏蔽的设计与计算

为使反应堆处于运行状态时 ,对辐射源的屏蔽满足辐射安全的要求 ,以及对堆的各部件和材料满足辐射限制的要求 ,必须设计堆的主屏蔽层。介绍了主屏蔽的设计与计算方法 ,以研究堆为设计实例 ,给出了主屏蔽的主要计算结果表明 ,以池水和重混凝土作生物屏蔽能满足辐射安全限值的要求 ,设计的主屏蔽层是适宜的