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关键词： 梁   弯曲   剪应力   任意分布载荷  

摘要： 应用弹性力学理论 。

关键词： 关节软骨   应力   物理   本构模型   两相理论   有限变形理论   细胞死亡   细胞外基质   有限元分析  

摘要： 关节软骨退变性疾病的发生及进展与异常应力载荷的关系非常密切。在探索关节软骨退变性疾病的发病、进展及改善措施时，首先应当清楚异常应力载荷作用下关节软骨退变的机理。软骨组织在遭受异常力学载荷当时发生的组织完整性的破坏模式，将影响到软骨以后的退变发展过程。因此有必要确切了解异常力学载荷下关节软骨的即时损伤反应。 考虑到关节软骨构成的特点：软骨组织由软骨细胞及基质两部分构成，外加应力载荷对软骨组织的损伤作用也将体现在细胞损伤和基质损伤两方面。软骨细胞处于基质胶原纤维保护之中，可以认为在软骨组织对抗外加力学载荷时不起作用，软骨组织的抗压缩能力来自于基质部分。因此在研究外加应力载荷对软骨组织的损伤作用时，必须清楚基质的力学状态。 本课题基于以上考虑，利用精密的力学设备进行以下研究：一、“应力载荷-软骨变形规律”研究。在通过实验获得牛关节软骨物性参数的基础上进一步探索不同应力载荷模式下软骨基质的力学状态。二、“异常应力载荷-软骨即时损伤反应”研究。探索牛关节软骨在不同的异常应力模式下软骨细胞及基质的损伤反应。另外对在有限元分析软件ANSYS5.6中建立膝关节3D有限元模型进行了方法学探索。 一、软骨的“力学载荷-组织形变”(材料学性质)研究 第四军医大学博士学位论文 H 对牛肩关节软骨进行周界约束压缩实验，并将实验结果按照两相 理论进行拟和，以获得软骨的两个物性参数：聚集模量H＾和通透系数ho， 实验结果表明，牛肩关节软骨在恒定外加应变下呈现应力松弛特点，实验 数据可以用有限变形理论成功的拟和，根据拟和结果得到 H。－0．53土 0．07Mp8，ho＝***10－16＋05X10‘16ffi4N”Is＊ 日 结合有限变形理论对关节软骨在应力松弛实验中的间质液体承担 压力的比例PN，t＊叶t）进行分析。结果表明，PO，t＊a＊）在应力松弛阶段不断 下降：在应力松弛初期，液体静压承受了绝大部分总应力，因相基质基本 不承担应力。随着外加载荷的持续作用，液体静压比例不断下降，固相基 质承受的压力比例上升。表明软骨组织具有流动依赖的材料学性质及时间 依赖性；在承受外加力学载荷时，固相基质及液相基质的力学作用处于动 态变化之中。 日 通过非限制性压缩实验对不同加载速率应力载荷下原位关节软骨 的变形规律进行了探索。结果表明牛肩关节软骨在快速压缩（应力坡度 50Mp3·S”’，峰值应力 ***3）下呈线弹性特点，表现出高出 H。许多倍 的弹性模量（E＝17．43MPa）。牛肩关节软骨在慢速压缩（应力坡度 ***1”’，峰值应力0尸SMPa）下呈非线性应力．应变关系，弹性模量随 应变而变化。引入瞬时弹性模量Ek）后计算表明软骨的刚度随应变的增大 而上升。牛肩关节软骨在快速压缩下表现出的刚度比慢速压缩下的刚度高。 结合周界约束压缩实验结果，提示在不同加载速率的应力载荷下，软骨组 织团相基质及液相基质承受的应力负荷比例有很大差异。以胶原结构为力 学主体的固相基质在高加载速率力学载荷下承担很少的压力，但却会受过 高的基质间液压力的影响而产生很高的张力。在低加载速率下，固相基质 承担压力的比例较高，但基质间液压力比例较低。 二、“异常应力载荷．软骨即时损伤反应”研究。 利用活组织荧光染色技术及扫描电镜技术在实验条件下探索动物关节 4 第四军医大学博士学位论文 软骨对高加载速率及低加载速率的异常应力载荷的即时损伤反应。在两种 恒定应力速率下，对高体新鲜牛肩关节软骨组织块施加单次亚撞击应力负 荷旧I组）及循环撞击负荷uI组X应力

关键词： 生物力学   固定桥   牙周膜   三维有限元方法   静力分析   动力分析   应力应变   位移  

摘要： 研究目的 用三维有限元法研究在静、动态载荷下，人类下颌前牙固定桥基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律，为临床固定桥的应用提供生物力学的理论参考依据。 研究方法 以人类正常的牙列完整的下颌骨标本为建立模型的解剖学基础，采用CT辅助建模技术，应用ANSYS有限元软件，建立以(?)缺失，(?)为基牙修复的双端固定桥三维有限元模型；对有限元模型分别施与静、动态条件下的垂直及斜向载荷，计算基牙牙周膜的位移、应力和应变值，绘出牙周膜的应力分布图以及动态载荷下牙周膜的应力—时间曲线。 结果 1．固定桥修复前，垂直载荷下，基牙牙周膜的应力以压应力为主，应力集中在根尖；斜向载荷下，基牙牙周膜的应力主要是拉应力和压应力，应力集中在唇、舌颈缘。固定桥修复后，基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律与修复前相似，但最大位移、最大应力和应变值都明显增大；两基牙牙周膜的应力分布均匀。 2．牙周膜内表面的应力大于牙周膜外表面。垂直载荷时，牙周膜内、外表面的应力差异更为显著。 3．动态载荷下，固定桥修复前、后基牙牙周膜的位移、应力和应变分布趋势与静态载荷基本相同，但位移、应力和应变值明显降低，变化率在60％～75％之间。 4．牙周膜的应力分布及大小具有时间依赖性。瞬间冲击载荷停止后，牙周膜的应力或开始下降，或继续上升一段时间后才开始下降，与牙周膜上应力点的位置有关。 5．一个咀嚼周期结束后，牙周膜有残余应力存在。牙周膜内表面的残余应力大于牙周膜外表面；固定桥修复后牙周膜的残余应力大于固定桥修复前。 6．垂直冲击载荷时，牙周膜的应力在t=1.75s时应力接近为零，约为一个咀嚼周期的2倍；斜向冲击载荷时，牙周膜的应力在t=1.3s时接近为零，约为一个咀嚼周期的1.5倍。 7．斜向冲击载荷时，牙周膜应力下降直至消失的时间比巫直向冲击载荷短。 8．牙周膜在小变形和大变形假设－下的位移、应力分布规律基本相似，大变形的最大 位移值和最大 Mises应力值稍大于小变形，二者相差在 1．4 ％－l）＊ ％之间。 结论 回．CT断层扫描与3D建模软件、有限元软件的建模程序联合应用是一套比较精确。 方便、快速和完整的有限元建模方法。 2．固定桥的修复基本没有改变基牙牙周膜的位移、应力和应变分布规律，但使卜述 值明显增大。 3．牙周膜具有明显的应力缓冲作用。垂直载荷作用下的应力缓冲作用比斜向载荷作 用下明显。 4．动态载荷下，固定桥修复前、后基牙牙周膜的位移、应力和应变分布趋势与静态 载荷基本相同，但位移、应力和应变值明显降低。 5．在咀嚼运动过程中，牙周膜的应力分布和大小具有时间依赖性。 6．一个咀嚼周期结束时，牙周膜有残余应力存在。残余应力的大小与加载量及加载 方向有关。 7．加载方向是影响牙周膜应力分布、应力累积和应力释放的重要囚素。 8．牙周膜材料的性质对有限元计算结果有一定的影响。两种载荷下，大变形时的位 移和应力高于小变形。

关键词： 咬合   髁突   颞下颌关节   生物力学   建模   有限元  

摘要： 颞下颌关节(Temporomandibular joint,TMJ)是人体中唯一保持较强终身改建能力的关节，改建活动与其所承受的咬合负荷密切相关，在咀嚼等生理活动中，咬合力传导至TMJ，因此TMJ所承受负荷对其正常的生理功能和一些疾病的形成及转归具有重要的作用。借助现有的先进的研究咬合特征的检测手段和广泛应用于生物力学研究中的有限元分析方法，对咬合与TMJ的生物力学关系进行研究，并且通过改变咬合接触情况来观察TMJ应力分布变化的特点和规律，以探索咬合面形态变化所造成的合力方向及大小的变化，对TMJ载荷的影响，以期对颞下颌关节的改建原因作一初步探索。 首先，应用T—scanⅡ咬合测定分析系统来分析调合前后TMD患者咬合情况的变化；其次采用CT图像与牙面形态三维扫描相结合的建模方法，建立包括关节盘、下颌骨和上下牙列的三维有限元模型；然后设计了以下三个类型的工况，工况一：对前后牙不同牙位进行垂直加载。由于牙合面形态的引导作用，该垂直载荷将被合面各牙尖斜面分解为多个方向的分力，并通过下颌骨传导至颞下颌关节；工况二：改变下颌第二磨牙的加载位置，分别加载于其合面远中及颊面，由于模型设计为加载方向与咬合接触部位的加载平面相垂直，因此本工况实际上模拟了第一磨牙缺失，第二磨牙近中倾斜的临床咬合紊乱表现，以及锁合表现，其咬合的结果是加载负荷被咬合面结构引导为垂直于接触部位的异常方向的咬合力。工况三：选择第二前磨牙扭转30°，进行咬合接触部位加载，其意义类同于工况二，但模拟的是临床上常见的牙齿扭转错合畸形。通过对上述三种工况下髁状突应力变化的分析，得出以下结果： 1、通过咬合调改治疗，改变咬合接触特征，使咬合接触分布更加广泛，接触更加密切，其对于颞下颌关节紊乱病具有明确的疗效。 2、采用本文所描述的实验方法，成功建立了包括上下颌牙列及双侧髁状 第四军医大学硕士学位论文 突在内的下颌骨三维有限元模型，为今后模拟临床多种咬合载荷探讨额下颌关 节应力特点创造了条件，并奠定了良好的实验基础。 3、运用上述三维有限元模型，对调合治疗的机理进行了初步探索。结果 表明：由于咬合加载的部位、方向和位置不同，在双侧踝状突上可产生不同的 应力效应，其变化包括应力性质（拉或压应力）变化，应力强度（以压强形式 表示）变化，以及应力分布特点变化等方面。这种应力特性的变化说明了咬合 可以通过其外形对垂直载荷的引导效应，改变载荷的方向，影响躲状突的应力 环境。 因此，通过本项目的研究得到以下结论： 1、颤下颌关节生物力学环境与咬合力密切相关，而咬合面形态特点对咬合力 的传导具有重要的引导作用，这种引导作用对颜下颌关节内的应力环境也 可产生重要的影响。 2、牙列中咬合加载的前后部位不同，对双侧额下颌关节也会产生不同的应力 效果。 3、改善或重建咬合面形态，是口腔医学临床上进行许多治疗的重要内容，通 过合理治疗合面形态，将对改善额下领关节的应力环境，促进其正常改建， 具有重要的意义。

关键词： 弹塑性   安定   残余应力   接触   有限元   直接分析  

摘要： 本文围绕弹塑性安定残余应力和滚动接触问题进行了相关研究，在有限元增量直接分析、滚滑接触非线性有限元分析方面得到了初步的进展。 论文的内容包括： 介绍了直接分析的塑性安定理论基础、适用的塑性模型和直接分析方法的原理，介绍了非线性有限元求解弹塑性残余应力分析方法和过程。并分别给出弹性材料悬臂梁应力和理想弹塑性材料内部受压厚壁圆筒残余应力分析算例，验证了计算程序弹性分析的正确性。 应用ANSYS(?)对滚滑接触问题进行了分析，对圆柱平面滚滑接触的各种状态进行了建模，分析结果对比表明有滑动接触的各种滚滑接触状态有相近的受力状态。 最后应用有限元直接分析方法建立了平面应力安定状态残余应力分析程序，对滚动接触的残余应力进行了分析计算，并且考虑到摩擦力的作用，研究了安定载荷极限，其结果和理论计算结果进行了对比。 研究结论表明，应用有限元方法和直接分析分析方法相结合可以有效的解决小塑性变形接触载荷下安定状态的残余应力问题。

关键词： 设计方法   电子表格   V带传动  

摘要： 介绍一种用Excel2 0 0 0普通V带传动设计的辅助计算方法。通过例子说明按照普通V带传动设计的步骤 ,在电子表格中建立设计工作簿 ,使用工作簿就可完成传统的普通V带传动设计中的诸多烦琐计算。该方法比手工加计算器做计算快 ,比编程序方法又简单得多。此原理还可用于其它类似的机械设计计算。

关键词： V带传动   中心距   带轮   传动比   直径   参数   新思路   要求   情况   方法  

摘要： 在V带传动设计中,解决V带长度不合适的方法,通常是改变带轮中心距。当中心距因结构限制不能改变时,笔者提出了另一种思路;在保证中心距和传动比等参数不变的情况下,可通过改变两带轮的直径来满足传动要求。

关键词： 组合载荷   套管柱   强度设计   三向应力圆   理论   石油钻井   双向应力椭圆   第四强度理论   压力面积法   浮力系数法   有效轴向力  

摘要： 针对双向应力椭圆理论存在的问题 ,提出了解决组合载荷下套管柱强度设计的三向应力圆理论 ;根据相关文献的实验数据 ,对三向应力圆理论的正确性进行了初步验证 ,证明三向应力圆理论与实验数据的符合程度较好。同时指出 ,计算有效轴向力应当采用浮力系数法 ,并给出管内外多段液体密度不同时的浮力系数计算公式 ,以及使用三向应力圆理论修正屈服强度的计算公式 。

关键词： 局部法   双向载荷   威布尔应力   脆断概率  

摘要： 以往对双轴断裂的研究多采用线弹性断裂力学参量且限于弹性材料 ,局部法理论提出了威布尔应力参量 ,威布尔应力作为度量脆性断裂概率的参量已广泛采用。为研究双向载荷对威布尔应力的影响 ,文中开发了威布尔应力计算程序并进行考核验证 ,以威布尔应力为参量 ,以ASTMA3 6钢中心裂纹板为研究对象 ,结合有限元分析方法 ,研究二维裂纹问题在不同双向载荷比下威布尔应力参量的变化规律 ,从而得到双向载荷对脆断概率的影响。计算结果表明 ,平面应力状态下 ,双向载荷对威布尔应力和脆断概率基本上没有影响 ;而在平面应变状态下 。

关键词： 矩形花键   渐形线花键   三角花键   花键联接  

摘要： 由于花键联接传动具有触面积大、承载能力高、定心性能和导向性能好,键槽浅、应力集中小,对轴和毂的强度削弱小,同时结构紧凑等优点,因此,常应用于传递较大的转矩和定心精度要求高的静联接和动联接.