关键词： 踝关节损伤   踝内翻扭伤   韧带损伤   韧带撕裂   距腓前韧带   跟腓韧带   足踝模型   有限元分析  

摘要： 背景:在跳跃落地的过程中,踝关节内翻扭伤频繁发生,这一动作常导致距腓前韧带和跟腓韧带受损。以往的研究常采用内翻角度等指标来代表损伤风险,这些指标与踝扭伤的关系缺乏数据支持。目的:通过三维多体足踝模型,计算下落跳时的距腓前韧带和跟腓韧带应变,探讨增加足外展角度落地是否会降低内翻扭伤风险。方法:共招募35名高运动需求的健康参与者,其中男性15名,女性20名;年龄(21.0±0.9)岁;身高(176.2±8.8)cm;体质量(71.6±12.8)kg。使用活板门装置进行下落跳测试模拟踝关节内翻扭伤。测试过程中,参与者被要求分别在自然着地和外展着地两种状态下跳落在活板门上,使用12摄像头三维红外动作捕捉系统来记录参与者的运动学数据,随后利用这些运动学数据驱动三维多体足踝模型,计算距腓前韧带和跟腓韧带的应变。结果与结论:与自然着地状态相比,在外展着地状态下,距腓前韧带的应变显著降低[自然着地:(3.57±1.92)%,足外展着地:(0.36±1.18)%,P<0.001,Cohen’s d=2.01],同时跟腓韧带的应变也显著降低[自然着地:(1.38±1.80)%,足外展着地:(0.28±2.29)%,P=0.003,Cohen’s d=0.81]。这些结果表明,外展着地可以有效降低下落跳时踝关节内翻状态下的距腓前韧带和跟腓韧带应变,进而减少踝关节内翻扭伤的风险。

关键词： PPEFF节点   非粘结区域长度   耗能能力  

摘要： 本研究针对后张无粘结预应力装配式梁柱连接节点(PPEFF节点)的抗震优化问题,采用精细化数值仿真技术探讨耗能钢筋非粘结区域长度对结构抗震性能的作用机理,基于ABAQUS平台,通过参数化的手段分析非粘结区域长度参数对节点承载力、耗能性能与刚度退化规律的影响。研究发现,当耗能钢筋非粘结段长度延伸至200mm时,节点的耗能性能与转动刚度性能达到最优。基于承载力、耗能性能与刚度退化曲线多目标分析,最终得出非粘结区域长度控制在200mm左右范围。

关键词： 装配式钢结构建筑   连接节点   极限承载力   有限元分析  

摘要： 连接节点作为装配式钢结构建筑结构体系中的关键环节,起着承载结构重量、应对各类荷载以及有效传递和分配这些荷载的重要作用。本文以山东省某工程项目为例,分析了装配式钢结构建筑常见的几种连接节点类型,包括焊接节点、螺栓连接节点、铆接节点以及相贯节点等。通过ANSYS Workbench软件构建有限元模型,对连接节点在静力荷载作用下的极限承载力进行了分析。研究结果表明,本文提出的方法使焊接节点具有高强度的连接性能和良好的刚度,铆接节点的抗震性能表现良好,为工程中的节点选择和设计提供理论依据。

关键词： 超短种植体   三维有限元   不同骨质   应力分布   骨组织  

摘要： 背景:有研究利用三维有限元方法分析了种植体在不同皮质骨厚度中的应力情况,得出皮质骨厚度影响种植体-骨界面位移值、等效应力值及种植体各部件等效应力值的结果。目前超短种植体在不同下颌骨骨质中的临床应用还存在不确定性。目的:利用三维有限元法分析超短种植体在下颌骨不同骨质中的应力分布及骨组织的应力分布情况。方法:选取1名下颌第1磨牙缺失患者的CT影像资料,利用Mimics软件创建下颌骨第1磨牙区域的模型,根据超短种植体奥齿泰系统中5 mm×5 mm TSⅢ型号绘制出所需要的植体及上部修复体模型,使用Geomagic Studio的偏置命令获取下颌4类不同骨质的模型(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类),将所有模型整合并交叉组合,给予不同方向载荷,分析各类模型受力后的范氏等效应力分布。结果与结论:(1)垂直载荷时:皮质骨最大应力在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ类骨质中相对于Ⅳ类骨更趋向于稳定,力也从分散于种植体周围到Ⅳ类骨时逐渐集中至种植体颈部与皮质骨连接处;Ⅰ类骨中最大等效应力峰值在中央螺丝区域,Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ类骨中最大应力峰值则统一在种植体颈部与基台连接处。(2)侧向载荷时:皮质骨最大应力随着骨质条件的减弱呈逐渐增大的趋势;Ⅰ-Ⅳ类骨质中,最大应力峰值都集中在种植体与基台连接处,Ⅰ-Ⅲ类骨中种植体本身所受应力随着骨质的减弱表现出逐渐增大的趋势,到Ⅳ类骨时应力有所减小,此规律同样适用于修复体基台以及松质骨所受应力。(3)各类骨质中侧向载荷时所受到的最大应力值比垂直向载荷更大。

关键词： 三维有限元分析   上前牙缺失   种植体   钛   钛锆合金   氧化锆   聚醚醚酮  

摘要： 背景:种植修复已成为治疗前牙缺失的重要手段,选取合适的种植修复材料尤为重要,但目前临床应用的种植体材料均存在一定的不足,研究者们一直在探索合适的种植体材料。目的:对比不同材料种植体修复单颗上前牙缺失的生物力学特征。方法:将1例单颗上颌中切牙缺失患者的锥形束CT数据导入3-matic软件建立单颗上前牙缺失的三维有限元分析模型,将模型导入Marc Mentat中,根据不同的种植体材料(聚醚醚酮、钛锆合金、钛合金和氧化锆,4种材料的弹性模量依次升高)及松质骨密度(高密度、低密度)共设计8组种植体修复模型,模拟正中咬合时上前牙受力情况,比较分析种植体位移、应力以及骨皮质应力和骨松质应变。结果与结论:(1)随着种植体材料弹性模量的增加,种植体的最大位移逐渐降低,聚醚醚酮组种植体最大位移数值超过了10μm;模型中种植体应力集中于唇侧颈部,随着种植体材料弹性模量的增加,种植体最大应力逐渐增大,其中氧化锆-低密度骨质组模型种植体应力最高,达21.31 MPa;所有模型的皮质骨应力均集中于与种植体交界的唇侧皮质骨,聚醚醚酮-低密度骨质组皮质骨应力最高,为29.90 MPa。(2)从生物力学角度来看,钛锆合金、钛合金、氧化锆均可用作修复单颗上前牙缺失的种植体材料,但单纯聚醚醚酮材料在上前牙区种植修复时可能会引起种植体位移过大,导致种植失败。

关键词： 基础托换技术   桩基托换法   有限元分析   施工技术  

摘要： 为了解决既有建筑基础沉降不均带来的安全隐患问题,本文介绍了桩基托换技术在复杂地质条件下的应用,分析了传统托换方法在长期稳定性和承载力方面的不足。结合有限元分析和现场施工数据,提出了一种优化的桩基托换施工方案,重点解决建筑沉降分布不均、承载力不足等问题。通过多维度检测评估表明,该方案有效控制了沉降量及沉降差异,显著提升了桩基承载力及连接强度,确保了结构整体的长期稳定性与安全性。本文的研究为复杂地质条件下的建筑基础托换提供了重要的技术参考与实践支持。

关键词： 有限元分析   应力分析   牙髓根尖周病   根管治疗   开髓   根管预备   根管充填   修复   工程化口腔材料  

摘要： 背景:根管治疗后牙髓根尖周病变患牙往往因失去较多健康牙体组织等原因导致抗折强度降低,如何增强牙齿抗折强度一直是临床医生密切关注的问题。有限元分析能直观地展示不同状态下患牙各个部分的受力情况,对牙体结构和材料力学性能等进行综合分析。目的:综述有限元分析在牙髓根尖周病根管治疗中的应用进展,并对未来的发展趋势进行展望。方法:在PubMed、Web of Science数据库和中国知网、万方数据库、维普数据库、中国生物医学文献服务系统中检索使用有限元法分析牙髓根尖周病根管治疗的相关文献,英文检索词为“FEA,finite element analysis,stress analysis,root canal treatment,pulp opening,root canal preparation,root canal filling,restoration”,中文检索词为“有限元分析,应力分析,牙髓根尖周病,根管治疗,开髓,根管预备,根管充填,修复”,最终纳入103篇文献进行综述。结果与结论:有限元分析可以通过构建牙体及周围组织的有限元模型分析牙齿在咀嚼、咬合等过程中的应力分布和变形情况。借助有限元分析,临床研究者能够对牙髓根尖周病根管治疗中不同开髓洞型、根管预备方式、根管充填材料及修复方案等对牙体力学性能的影响进行分析,从而选择出最佳的治疗方案,提高治疗效果和患者预后。有限元分析有助于医生在临床治疗中减少牙体组织的损失,提高治疗效果和患者预后。有限元模型是对实际情况的简化,需结合临床试验进行综合分析。

关键词： 棕榈果采摘   结构设计   折叠臂   有限元分析  

摘要： 针对棕榈果采摘难度大、采摘危险性高、工作效率低和劳动力不足等问题,设计了一种折叠臂式棕榈果采摘设备。该设备能够一体化实现棕榈果串的采摘和收集,最大作业高度10 m,最大作业半径为5 m,可收集的果实最大质量为60 kg。通过对两种极限工况,即设备处于最大工作半径和最大工作高度时的臂架有限元仿真分析,验证了所设计的采摘机结构合理,满足强度和刚度要求。与人工采摘和侧挂式采摘机进行对比试验,结果表明:样机测试工作效率较人工采摘提升126.6%,较侧挂式采摘机提升40.8%。该设备能够实现棕榈果采摘的半自动化,提高了棕榈果采摘效率,降低了果农劳动强度和采摘危险程度。

关键词： 种植修复体   角度基台   有限元分析   生物力学   应力分析   基台   种植体间距  

摘要： 背景:在口腔多颗牙种植修复治疗中,不同的植入间距和基台角度影响着植体内部组件及骨组织处应力的分布,修复体与骨组织的应力分布是否平衡直接决定着种植体的使用寿命以及周围骨组织的稳定性。目的:分析上颌中切牙联冠修复体在3种植入间距时应用不同角度基台修复对修复体各部件及周围骨组织应力分布的影响。方法:在CT数据库中提取1例需行上颌中切牙种植修复患者的CT影像数据,导入Mimics 21.0软件提取上颌骨模型,在Geomagic软件处理后导入SolidWorks 21.0软件,绘制并构建上颌中切牙种植联冠修复体模型,在ANSYS Workbench 21.0软件中分别对3.0,2.5,2.0 mm植入间距的种植体模型应用0°,10°,20°,30°角度基台后进行加载,分析种植体及周围骨组织的应力分布情况。结果与结论:①在3.0,2.5,2.0 mm间距植入模型中,各部件的应力峰值随着植入基台角度的增大而增大,每种间距植入模型中30°基台修复时种植体及各部件所受应力峰值最高,最大等效应力峰值均出现在固位螺丝与角度基台连接处;在应用30°基台修复时,种植体周围骨组织所受应力最大;②所有模型的应力主要集中于皮质骨唇舌侧;③种植体间骨的应力分布和应力值随着种植体间距离的减小而增加,0°及10°基台修复模型都显示出比20°和30°基台模型显著更低的应力值;④结果显示,基台角度以及植入间距对种植体周围骨组织应力的分布有一定影响,当基台角度增加时,种植体受到轴向和斜向载荷,种植体周围的应力模式上升,30°基台种植修复体对骨组织应力较大,达到了皮质骨的骨吸收阈值,10°和20°基台修复应力较小于30°基台,临床上选择基台时应慎重考虑大于20°基台修复。

关键词： 活塞   有限元分析   边界条件   热力耦合   温度场   应力场  

摘要： 活塞作为内燃机的关键零部件之一,其工作状况直接影响发动机的可靠性与使用寿命。在工作过程中,活塞需承受高压燃气压力、高速往复运动产生的惯性力、侧向推力和摩擦力等周期性载荷作用,同时温度分布不均匀也易导致活塞出现热应力集中和热变形等问题。本文基于有限元方法建立了230型活塞组件的计算模型,综合考虑热负荷与机械负荷的耦合作用,分析了活塞的温度场、应力场及热-机械耦合应力场分布特性。研究结果为优化活塞设计、提升其工作可靠性提供了理论依据。