关键词： 尖牙   正畸力   托槽   有限元分析  

摘要： 目的:采用有限元分析方法比较直丝弓矫治技术4种加力方式下上颌尖牙的生物力学变化。方法:构建上颌尖牙-牙周膜-上颌骨-矫治器有限元模型,在尖牙托槽翼上设置4组加力方式:Ⅰ——在尖牙托槽近中双翼的中心加力;Ⅱ——在尖牙托槽远中双翼的中心加力;Ⅲ——在尖牙托槽四翼中心加力;Ⅳ——在尖牙托槽牵引钩处加力。通过向尖牙施加1 N的水平向远中正畸力,比较4种加载方式下上颌尖牙远中移动的位移趋势以及牙体和牙周膜的应力分布。结果:在4种加力方式下,上颌尖牙均表现为远中倾斜移动,伴近中唇向、远中舌向旋转的趋势。方式Ⅳ加力下牙体和牙周膜应力分布较均匀,较其他3种方式更接近整体移动,但旋转运动程度较大。结论:在4种加力方式中,方式Ⅳ对上颌尖牙的远中移动效果更为理想。

关键词： 有限元分析   腰椎   生物力学   发病机制   治疗   综述  

摘要： 背景:有限元分析是一种分析腰椎生物力学常用的数学模型法,通过将腰椎部位的肌肉、血管、神经等复杂的组织结构建立为有限元模型,并进行力学分析,从而明确腰椎疾患的发病机制及腰椎治疗手段的力学机制。目的:对有限元分析在腰椎发病机制与治疗方式中的应用进展进行综述,并提出一种新的有限元分析临床化的诊治流程,以期为后续研究提供参考,并促进有限元分析在临床诊治中普及。方法:以“finite element analysis,lumbar vertebra”为英文检索词检索PubMed数据库,以“有限元分析,腰椎”为中文检索词检索万方和中国知网数据库,最终纳入73篇文献进行综述。结果与结论:①普通患者的腰椎退变通常起始于纤维环后侧,而腰椎滑脱患者则因其力学机制的失常,退变起始于腰椎小关节;②恢复压缩椎体的椎体高度能够预防相邻节段发生退变,且有限元分析测量出的椎体压缩强度能够代替骨密度成为预测骨折风险的有效工具;③腰椎融合术中应选择高度适中的融合器并将其横向放置能够避免融合器下沉,融合术后相邻节段的椎间应变、环向应力和椎间压力升高可能是导致邻近节段退行性病变发生的机制;④有限元分析结果显示,椎间孔镜术前应规划截骨大小,避免过度破坏关节突,术中优先选择经由上关节突行椎间孔成形术;⑤经皮椎体后凸成形术中应选择双侧椎弓根注入骨水泥,使其分布于椎弓根两侧;骨水泥材料应选择更为先进的无铝玻璃聚链烯酸酯;⑥牵引治疗应根据患者自身情况设计个性化牵引角度、力度等,从而达到最佳疗效;⑦手法治疗能够使腰椎椎间盘突出部分与神经根产生相对位移,从而减轻压迫程度;⑧CT/MR-AI Plus FEA-AI Plus Surgical robots的诊治流程能够使治疗更加精细化。

关键词： 多芯连接器   焊接工艺仿真   有限元分析   热力耦合  

摘要： 针对毫米波收发组件盒体上多芯连接器气密焊接可靠性问题,开展组件级工艺仿真。分析了多芯连接器、盒体与焊料在焊接过程中热力水平及随时间变化趋势;对比了不同焊料材料与不同焊料量的影响。分析结果可有效支撑焊料材料选择与多芯连接器安装孔位的结构设计。

关键词： 主缆锚具   锚具设计   超高强钢丝缆索   有限元分析  

摘要： 随着悬索桥跨径的增大,主缆钢丝的强度等级不断提高,对锚具的合理设计也提出了更高的要求。本文对主缆锚具的现有设计方法进行了介绍。基于2200 MPa级超高强钢丝缆索,对主缆锚具的材料、结构形式与外形尺寸开展初步设计,提出了新型主缆锚具的设计方案。采用有限元方法建立锚具的精细有限元模型,对设计方案的受力性能进行了数值模拟与参数分析。结果表明新型主缆锚具受力合理,设计方案可行,锚具壁厚、摩擦系数对锚具应力水平的影响最为明显,并据此提出了锚具的建议优化设计方向。

关键词： 硬梁包水电站   深厚覆盖层   振冲碎石桩   孔隙水应力   有限元分析  

摘要： 硬梁包水电站首部枢纽工程覆盖层深厚,地质条件复杂,多为含孤(漂)、块(卵)碎砾石层。工程中采用的振冲碎石桩施工属于超常规振冲成桩工艺,故难以精确估计其在施工过程中对地层产生的影响。因此,对超常规振冲碎石桩施工过程进行孔隙水应力有限元分析是此次研究的关键点。阐述了使用Abaqus有限元软件二维模拟振冲碎石桩在施工过程中对地层产生的影响,并对地层之间产生的孔隙水应力以及位移进行了分析。通过对模拟结果进行分析,最终得出振冲碎石桩施工对地层产生的影响在合理的范围内,进而保证了振冲碎石桩的正常施工和安全。

关键词： 预应力混凝土   箱梁   横梁   有限元  

摘要： 预应力混凝土连续梁桥具有整体性能好、结构刚度大、抗扭性能高、景观功能好等优点,是当下城市高架桥常用的结构形式。目前城市高架桥交通流量大、桥面较宽,且通常跨越条件比较受限,通常只能采用两支座布置且支座间距较小,桥梁支座距离悬臂端部距离大。为保证横向受力安全可靠,需对横梁进行单独设计与计算。文中结合工程实际,对宽桥面大悬臂横梁配束形式及截面尺寸进行了设计与计算分析,为宽桥面大悬臂预应力混凝土箱梁横梁设计提供一定的理论参考。

关键词： 控制棒下落   热膨胀   有限元   流固耦合  

摘要： 核反应堆内的高温环境会导致控制棒组件产生热膨胀现象,进而影响控制棒组件的下落时间。为研究热膨胀对控制棒组件下落的影响,建立考虑膨胀变形的控制棒下落流固耦合模型,求解控制棒组件下落过程的动力学方程。采用有限元对导向管和控制棒进行稳态热力耦合分析,得到高温条件下控制棒和导向管的膨胀变形。基于所建立模型比较考虑热膨胀和不考虑热膨胀条件下控制棒的下落动力学过程。分析结果表明,热膨胀现象延迟了控制棒整体下落时间,但对控制棒进入缓冲段入口的时间影响较小,因此在一般情况下热膨胀对落棒时间的影响可以忽略,但在工程中仍需要重视控制棒膨胀引起的后果。本文研究结果对控制棒结构设计以及控制棒堆内落棒时间分析有重要意义。

关键词： 自适应加工   有限元分析   模型重构   模型配准  

摘要： 航天发动机中许多大型管路构件由高温合金制成,对高温合金曲面构件进行精密机械加工是实现航天发动机燃气管路系统减质的重要途径。然而,这类零件常采用热锻工艺加工毛坯,该工艺加工后的构件具有变形大、难切削的特点,二者共同作用加剧了机械加工的复杂度。国内外学者在自适应加工理论、曲面路径规划算法、模型重构方法等方面开展了理论与试验研究,取得了诸多成果。目前,对于高温合金自适应加工变形分析与误差补偿理论解析方法尚不明确,精确物理模型重构技术尚不成熟,工程应用尚未普及。为此,针对锻压成形后的高温合金管件毛坯机械加工领域,提出一种基于模型设计基准的快速配准方法和基于内曲面的精确配准算法、结合曲面数字化测量技术,完成大型管路构件自适应加工工艺模型重构,并通过加工试验验证技术可行性。

关键词： 环形叠堆压电陶瓷   叉指电极   静力学分析   模态分析  

摘要： 基于增加环形叠堆压电陶瓷的输出行程以满足主动减振需求的目的,采用了叉指电极的设计方式,通过ABAQUS软件对压电陶瓷的模型进行有限元分析试验,对不同电极参数分别分析其力学性能。研究结果表明,在驱动电压400 V下,叉指电极环形叠堆压电陶瓷作动器输出位移可以达到普通型作动器的2.4倍,其输出力降低为普通型的44%。叉指电极环形叠堆压电陶瓷的研究为大输出位移的叠堆压电陶瓷作动器的设计提供了一定的理论依据。

关键词： 三相干式电抗器   铁基软磁复合材料   噪声机理   磁致伸缩   多物理场耦合   有限元  

摘要： 铁基软磁复合材料具有高磁导率、高磁感应强度、低铁损的特性,研究该材料为铁心的电抗器的振动噪声特性对电抗器减振降噪设计具有重要意义。文中基于有限元仿真模型,通过磁场-结构-声学多物理场耦合,对正常运行条件下电抗器的振动与噪声分布进行计算分析,并搭建电抗器噪声测量系统,分别测量硅钢铁心、混合铁心和铁基软磁铁心电抗器的噪声信号,进行试验验证。结果表明:混合铁心和铁基软磁铁心电抗器噪声明显低于硅钢铁心电抗器,混合铁心电抗器受电流变化影响最小。仿真数据显示,硅钢铁心电抗器磁致伸缩与麦克斯韦力噪声比值为1.15,磁致伸缩占比最大。铁基软磁铁心电抗器噪声小的主要原因是磁致伸缩效应小至可以忽略。