关键词： 退行性腰椎滑脱   牵引   生物力学   有限元分析   综述  

摘要： 退行性腰椎滑脱(DLS)是一种临床常见疾病,轻者出现腰痛,重者可出现下肢坐骨神经痛、马尾神经受压等症状,极大地降低了患者的生活质量。对于滑脱程度较轻者,临床采用牵引保守治疗可有效缓解临床症状。由于牵引应用于腰椎滑脱的生物力学效应机制研究尚不完善,而有限元分析法能通过数字化的方式更加直观地将脊柱生物力学特性变化过程展示出来,文章回顾近年来牵引治疗DLS的临床及生物力学研究进展,以期为临床运用提供参考。

关键词： 装配式路面   板底脱空   接缝   有限元   传荷性能  

摘要： 为研究装配式钢-混凝土空心路面板的接缝传荷能力,该文利用ABAQUS建立有限元模型开展数值分析,对比未脱空与脱空状态下的路面板接缝传荷系数及最大弯沉值的变化规律,进一步分析其传荷能力。结果表明:当板块出现脱空时,随脱空面积增大,板块传荷系数有所降低,但达到一定脱空深度时,板块的传荷系数变化不明显;板块未出现脱空时,随荷载增加,板块最大弯沉值变化较为明显,当荷载大于200 kN时,弯沉值变化较小;不同空心形式对路面板的传荷系数也有一定影响;该文装配式钢-混凝土空心路面板接缝传荷系数在任何情况下均大于97%,受荷板与非受荷板的最大弯沉值不高于60(0.01 mm),接缝均可正常工作,且传荷能力较好,可有效防止错台问题。

关键词： 耳板   非线性   受力性能   有限元分析   管桁架  

摘要： 使用通用有限元软件ANSYS对大跨度张弦管桁架拉索耳板节点进行非线性受力分析,通过针对500 mm直径钢管厚度和耳板厚度两个指标,分别给出该类型节点的承载力、刚度和极限位移,并通过上述两个指标与其对应的承载力,得出最优圆管厚度与耳板厚度比例,以供实际工程参考。

关键词： 电动汽车   随机负荷   充电负荷时空分布   充电路径优化  

摘要： 针对大量电动汽车作为随机负荷接入电网时,其特有的波动性、无序性影响电网稳定这一问题,提出一种计及路电耦合模型的电动汽车有序调度优化方法。首先,考虑交通网络拓扑结构、充电桩建设网络和电池SOC等因素,计算最短充电路径,进而对电动汽车充电负荷时空分布进行预测;其次,提出基于充电路径优化的预测融合交通网和电网信息的路段赋权策略,引入Floyd算法进行模型建立,使用自适应粒子群优化算法进行求解;最后通过仿真实验对此优化策略进行验证。结果表明,该优化方法在大量电动汽车接入电网下有效提升电动汽车充电效率,节约充电时间,减少充电成本。

关键词： 汽车工程   低温工况   有限元分析   轮胎滚动阻力   电动汽车能耗影响  

摘要： 为进一步分析不同低温条件下轮胎滚动阻力对电动汽车能耗影响,以235/50R19子午线轮胎为研究对象,使用HYPERMESH与ABAQUS软件,对轮胎在沥青路面以30 km·h^(-1)的行驶速度,0℃、-10℃、-20℃、-30℃四种不同环境温度下的稳态滚动进行仿真模拟。通过实验测试验证了仿真模型的有效性,采用计算单元应变能密度累计与单元能量损失的方法,确定轮胎滚动阻力对电动汽车的能耗影响。研究结果表明:在0℃、-10℃、-20℃、-30℃四种不同环境温度下,轮胎滚动阻力分别为83.14 N、98 N、111.34 N、131.22 N,轮胎滚动阻力系数分别为0.0166、0.0196、0.0223、0.0262,轮胎滚动阻力对电动汽车每公里能耗所占比重分别为11.92%、14.05%、15.96%、18.81%。随着环境温度降低,轮胎滚动阻力、轮胎滚动阻力系数以及轮胎滚动阻力造成的能耗占比均不断增大,环境温度每降低10℃,轮胎滚动阻力对电动汽车每公里能耗所占比重增加2%左右。

关键词： 盾构隧道   铁路路基   沉降   有限元   箱涵  

摘要： 为了确保既有铁路股道群的安全运营,以合肥市轨道交通8号线龙湖北路站~北城高铁站区间下穿淮南线、京港线、合蚌线、双雷线项目为依托,采用有限元方法模拟盾构施工全过程,分析盾构掘进对既有铁路路基的影响规律。研究结果表明,与水平变形相比,盾构施工引起的铁路桥桩、路基箱涵沉降变形较为显著,最大沉降值为1.86mm,位于双线贯通时京港铁路线箱涵底部。双雷线铁路桥桩、淮南上下行线路基箱涵、京港上下行线路基箱涵及合蚌上下行线路基箱涵变形均满足变形控制要求。研究成果可为隧道下穿既有铁路路基引起的沉降分析提供参考。

关键词： 水库溢流坝   墩墙   加固   有限元分析   应力分布  

摘要： 基于通用有限元软件ABAQUS,针对某水库墩墙加固工程,分析采用先粘钢板再张拉预应力锚索以及先张拉预应力锚索后粘钢板两种不同施工方法对墩墙混凝土应力分布的影响,并就预应力锚索对墩墙施加预应力的效果进行了分析。结果显示,先粘钢板的墩墙应力略小于后粘钢板的墩墙应力,两种工序下墩墙应力最大差值仅为混凝土抗拉强度的3.15%,所造成的效果差异在实际工程中可以忽略。施加锚索预应力后,墩墙上半部分加固区域应力变化较大,最大应力均位于锚索钢垫板位置。两种工序下,墩墙所受压应力均从钢垫板处向中间显著衰减,墩中部压应力无明显变化,表明锚索对中部区域施加预应力效果不明显。本研究为工程施工决策提供了理论依据,也可为同类水利设施加固施工提供参考。

关键词： 腰椎   有限元   生物力学   CiteSpace   可视化分析   研究热点  

摘要： 目的运用CiteSpace软件对近20年有限元分析法在腰椎中的相关文献进行可视化分析,阐述此领域的发展历程与当前的研究热点。方法在中国知网(CNKI)、维普(VIP)及万方(Wanfang)数据库中检索2002年—2023年关于有限元技术在腰椎中应用的期刊文献,运用CiteSpace 6.2.R4软件分别从发文量、作者、机构及关键词四个维度进行可视化分析并讨论。结果共纳入681篇文献,发文量分析显示,年度发文量呈现波动上升趋势,2021年达发文量峰值58篇。作者合作分析显示,本领域作者以张美超、张晓刚、靳安民等为核心作者团队。研究机构合作分析显示,发文机构以中医药院校及其附属医院为主,各机构间合作情况尚待加强。关键词共现图谱显示,共有336个关键词节点,以“生物力学”居首位;“腰椎”“有限元”“应力”为当前有限元分析法在腰椎领域的研究热点;聚类分为12类,突出了当前研究热点,包括腰椎有限元模型的构建、腰椎疾病的生物力学分析等方面。结论通过知识图谱直观展示了近20年有限元技术在腰椎中领域的研究进展和热点,亟待加强作者及机构间的紧密合作,深入挖掘有限元分析法在腰椎中应用的临床效果。

关键词： 生物支架   孔径   有限元分析   流体力学   成骨分化  

摘要： 目的:应用流体力学有限元分析方法,建立相同孔隙率、不同孔径的三周期极小曲面(triply periodic minimal surfaces,TPMS)螺旋形(Gyroid)多孔支架模型,模拟体内微环境,通过比较不同孔径支架的流体流速、壁面剪切应力、渗透率等相关参数变化,分析不同孔径的多孔支架对细胞黏附、增殖和成骨分化的可能影响。方法:利用nTopology软件建立3组孔径的Gyroid多孔支架模型,支架尺寸为10 mm×10 mm×10 mm,孔径大小分别为400、600、800μm,内部结构为各向同性。利用ANSYS 2022R1软件划分为非结构四面体网格,网格总数300+万。设定边界条件,流场域入口速度分别为0.01、0.1、1 mm/s,出口压力为0 Pa。根据Navier-Stokes方程计算流体流经支架时的压力、流速、壁面剪切应力,根据达西定律(Darcy’s law)计算渗透率,使用ANSYS 2022R1软件中的Static structural模块对上述3种孔径支架的结构模型进行抗压强度分析。结果:当入口流速分别为0.01、0.1、1 mm/s时,壁面剪切应力与流体流速呈线性关系,流速增加会导致壁面剪切应力增大。在0.1 mm/s流速下,当流体流经孔径为400、600、800μm的3组支架时,压力呈梯度分布并逐渐减小,入口端压力依次为0.272、0.083、0.079 Pa;平均流速依次为0.093、0.078、0.070 mm/s;平均壁面剪切应力依次为2.955、1.343、1.706 mPa;渗透率依次为0.54×10-8、1.80×10-8、1.89×10-8 m 2。计算3组支架内部最适合细胞黏附、增殖与成骨分化的壁面剪切应力范围所在区域占比,其中600μm孔径支架该剪切应力范围内的内表面面积占比最大(27.65%),其次是800μm孔径支架(17.30%),400μm孔径支架占比最小(1.95%)。400、600和800μm孔径支架的抗压强度依次为23、26、34 MPa。结论:3组孔径的Gyroid支架在压应力作用下,应力分布均匀;600和800μm孔径的Gyroid支架渗透率明显高于400μm组,600μm孔径的支架平均壁面剪切应力最小,且内部适合细胞生长与成骨分化的壁面区域占比最大,可能更适合于细胞黏附、增殖与成骨分化。

关键词： 空气阻尼悬置   结构设计   性能分析   有限元分析  

摘要： 驾驶室悬置是工程车辆驾驶室舒适性的重要影响因素。通过对悬置结构和工作原理的研究,提出了一种新型空气阻尼悬置,以800 kg挖掘机驾驶室为例,开展有限元分析,对空气阻尼悬置的力学性能进行分析。研究结果表明:当节流孔孔径为5.6 mm、气室体积比为0.83时,减振单元的阻尼比增加,减振效果最优。本研究为工程车辆驾驶室悬置系统的设计提供了有效参考。