油气悬架系统的虚拟样机研究

根据起重机油气悬架系统的结构特点和工作原理,应用ADAMS/Hydraulics软件建立了包括温度、油缸摩擦和阻尼、油管尺寸、蓄能器接口阻尼以及油缸接口阻尼等影响的油气悬架系统虚拟样机模型,并给出其主要的数学模型。通过仿真结果和试验数据的对比,证明了油气悬架系统虚拟样机的正确性。在此基础上进一步探讨了油气悬架系统的一些主要参数对系统非线性特性的影响。为油气悬架系统对全路面起重机的整车操纵稳定性和平顺性的研究奠定了基础。     

椎间盘与韧带对腰椎变形影响的生物力学研究

利用CT扫描图像和三维重建软件,重建羊腰椎L1-L4的三维实体模型,建立包括椎体、椎间盘和韧带的有限元模型,数值计算得到椎体,椎间盘和韧带的应力分布规律.数值计算结果表明:施加单一牵引载荷和侧向弯曲载荷时,考虑间盘与韧带时腰椎的位移场与未考虑间盘与韧带时腰椎的位移场有明显的区别,对椎体的等效应力影响较小.文中结果表明,椎间盘与韧带明显影响腰椎变形的,研究腰椎变形需要考虑椎间盘与韧带.     

新型立式行星减速机自润滑装置分析与优化

以新型立式行星减速机自润滑装置为研究对象,建立其三维简化模型,并将三维模型导入有限元分析软件(ANSYS FLUENT)进行气液两相流分析.在油管入射角度一定时,喷射高度会随着转速的增加而增加,并且趋向线性关系;在转速一定时,入射角度在30°～45°之间喷射高度会随着角度的增加而减小,入射角度在45°～60°之间会随着...     

ABAQUS二次开发在骨重建仿真中的应用

本研究的目的 是利用ABAQUS二次开发环境,将基于应变能密度准则的骨自优化理论,编写成骨重建仿真算法.可以提取仿真模拟的密度分布数据作为场变量以云纹图的形式显示出来.通过计算骨组织密度的变化趋势分析骨重建过程.建立二维悬臂梁模型,进行200步迭代计算.结果 显示密度分布呈现出桁架结构,验证了基于ABAQUS二次开发环...     

猪腰椎间盘不同区域轴向应变分布的实验研究

应用数字图像相关(DIC)技术对猪腰椎间盘进行轴向压缩实验,研究正常椎间盘和去除髓核椎间盘不同区域轴向应变的分布及随载荷变化规律.结果表明随着应力的逐渐增加,椎间盘不同区域的轴向应变均随之增加,且变化具有不均匀性.纤维环(AF)在髓核(NP)区的轴向应变增量最大,背侧区次之,腹侧区最小;内侧的轴向应变增量均大于外侧.髓核摘除后,椎间盘腹侧区、NP区和背侧区的应变增加量均大于正常椎间盘,且纤维环内、外侧的应变增加量均大于正常椎间盘.     

关节软骨内部损伤演化力学机制的数值分析

从关节软骨的细观结构出发,建立纤维增强多孔黏弹性关节软骨二维细观模型,模型考虑了纤维和基质随软骨深度变化的力学参数,通过数值计算研究了由关节软骨内部纤维损伤引起基质损伤演化的力学规律.结果 显示,在滚压载荷作用下软骨的中层承受应力最大,最容易在中层开始出现损伤演化,随着施加载荷的次数不断增加,损伤首先从中层纤维开始,不...     

股骨近端骨干组配式假体在下蹲步态下的三维有限元分析

对骨干组配式假体重建股骨近端在下蹲步态下的生物力学特性进行分析,探究骨干组配式假体在下蹲步态下的稳定性及应力分布变化规律.根据已获得的CT数据利用计算机辅助技术建立完整的股骨-骨干组配式假体的三维有限元模型,将下蹲步态周期拆分为前期、中期与末期.通过对三维有限元模型施加下蹲步态下的关节力与肌肉力载荷,获得股骨-骨干组配式假体的应力分布.研究结果表明:在下蹲步态下股骨-骨干组配式假体中下段为主要承重部位,为应力主要集中处.其中在下蹲步态整个周期中,假体为股骨相应地分担了一部分应力,避免了应力集中,在下蹲步态三个时期中的末期应力最大为34.374 MPa.该研究能够为后续组配式假体的设计与改进与医学临床工作提供生物力学依据.     

滚压载荷下关节软骨的溶质传递

为研究关节软骨在滚压载荷下溶质的扩散行为,取成年猪关节软骨,用异硫氰酸荧光素—右旋糖酐标记,分别观察在滚压载荷和静置状态下,软骨中溶质荧光强度随时间和软骨层位置的变化,得到相对浓度和扩散系数的变化规律。结果表明,滚压载荷样本B的溶质相对浓度始终大于静置状态样本A,平均值最大相差62.4%,随时间增加,B组软骨中层和深层相对浓度比A组增加明显;B组扩散系数高于A组,平均值最大相差93%,随时间增加,B组软骨中间层扩散系数比A组显著增加。因此,滚压载荷可以促进关节软骨的溶质传递,提高溶质的扩散系数,特别是对中层和深层影响显著。     

关节软骨缺损修复区剪切特性分析

应用有限元软件ABAQUS建立基于横观各向同性的关节软骨固液耦合双相模型,在压缩载荷作用下,研究了工程化软骨(Tissue Engineering Cartilage,TEC)的弹性模量和泊松比、修复深度、及压缩量对修复区剪应力分布的影响.模拟结果表明,缺损修复显著地改变了修复区剪应力的分布.比较而言,全层缺损修复时软骨表层修复边界处的宿主软骨和TEC剪应力差别最小,软骨不易开裂;修复区剪应力极值随TEC弹性模量增大而增大;加载初期(2 s),剪应力极值随TEC泊松比增大而减小,加载一段时间后(1 000 s),剪应力极值随泊松比增大而增大;压缩量不同时,各种修复条件下剪应力极值均随压缩量增加而增大,且压缩量增大时,软骨表层修复边界处剪应力集中现象愈加显著,易引起开裂.分析结果对临床修复具有一定的理论指导意义.     

压缩条件下腰椎间盘松弛特性的有限元仿真

为研究腰椎间盘的松弛特性,考虑非线性多孔弹性性质,采用ABAQUS软件,建立了人体腰椎间盘L3/L4节段的孔隙单元有限元模型,对不同渗透率和不同应变条件下的松弛特性进行仿真。研究结果表明:非线性的渗透率增大了节段的刚度,进而增大了节段的应力;在压缩应变作用下,椎间盘的应力松弛曲线呈指数规律变化,应力随应变增大而增大;纤维环的孔隙压力和有效应力都高于髓核,纤维环背侧的孔隙压力和有效应力均大于腹侧,因此腰椎间盘突出多发生在纤维环背侧。