简介:摘要:通过研究分析发现,将工程结构离散化是极限分析有限元法的核心内容,简单地说实际的工程结构是通过想象进行离散一定数量的规则单元组合体,然后分析这些组合,结果应用于实际的结构中,通过这种实践在一定程度上解决了工程建设过程中的问题。因此,本文笔者将详细对极限分析有限元法进行分析阐述。
简介:摘要目的运用有限元法分析评价不同骨密度条件下椎弓根螺钉拔出过程中的应力分布和最大拔出力,探讨安全植入椎弓根螺钉内固定的最低骨密度。方法基于河北医科大学第三医院2021年1月就诊的1例健康男性志愿者的腰椎CT平扫数据和标准椎弓根螺钉参数,建立腰1椎体和椎弓根螺钉的三维模型,将椎体按骨密度值(QCT法)分为A组(BMD=120 mg/cm3)、B组(BMD=110 mg/cm3)、C组(BMD=100 mg/cm3)、D组(BMD=90 mg/cm3)、E组(BMD=80 mg/cm3);依据参考文献完成材料赋值后,向所建立的5组有限元模型模拟轴向拔出力实验,观察各组螺钉应力分布及最大轴向拔出力,对所测指标进行不同骨密度之间的对比分析。采用单因素方差分析。结果A~E组有限元模型的最大拔出力分别为(1 834±78)、(1 626±65)、(1 441±55)、(1 141±48)、(1 039±42) N,组间比较差异有统计学意义(F=3.413,P<0.05)。骨密度每下降10 mg/cm3,最大轴向拔出力相应下降11%、23%、43%、51%。螺钉最大主应变出现在螺钉的尾端,拔出过程中螺钉的最大应力由尾端逐渐向头端移动。结论随着骨密度下降,椎弓根螺钉稳定性会相应出现减低。最大拔出力从D组(BMD=90 mg/cm3)开始出现大幅度下降。故对需要行椎弓根螺钉内固定的患者,术前应常规行QCT法检测骨密度,当椎体骨密度低于90 mg/cm3(男性≥70岁,女性≥60岁)时,不建议单独应用椎弓根螺钉系统。
简介:摘要目的:建立房水流动及虹膜变形的数学模型,定量分析因瞳孔阻滞造成前后房压差所引发的闭角型青光眼发病机制。方法:数值模拟研究。研究正常虹膜形状(虹膜-晶状体间隙为30 μm)和瞳孔几乎后粘连(虹膜-晶状体间隙为5 μm、2 μm)下的房水流动及虹膜变形,利用计算流体动力学数值求解房水流动,并基于单向流固耦合技术进行虹膜在流场作用力下变形的有限元分析。结果:30 μm的正常虹膜-晶状体间隙前后房的压力几乎相等;对于5 μm和2 μm的虹膜-晶状体间隙,后房比前房压力分别高31 Pa和815 Pa。利用乘幂函数对前后房压差与虹膜-晶状体间隙之间的关系进行拟合,发现当该间隙小于3 μm后,前后房压差将异速增加形成显著虹膜膨隆,导致虹膜表面与角膜接触,引发房角关闭。结论:从生物力学的角度分析虹膜膨隆与房水流动的相互作用特征,能进一步定量揭示原发性闭角型青光眼瞳孔阻滞发病机制。
简介:摘要目的建立3种不同内固定系统植入人体内的三维模型,互相之间进行力学参数对比,分析皮质骨钉道(CBT)螺钉系统治疗腰椎结核的临床可行性。方法实验通过对广西壮族自治区人民医院于2020年6月30日招募的1名正常成年志愿者L2~L4腰椎的CT数据进行建模,在Ansys中对3种模型施加500 N压力,比较内固定系统、钛笼底部、末节椎体椎体的受力、位移、应力分布以及不同工况下椎体定点角度变化,从生物力学的角度解释CBT螺钉固定系统治疗腰椎结核的优势。结果结果显示,CBT螺钉固定系统在侧弯时最大应力为194.84 N,传统椎弓根螺钉固定最大应力为196.48 N,结果基本相同。后伸时,CBT螺钉固定系统在对抗后伸扭矩时最大应力为104.17 N,观察位移可以或得相同结果,这表明CBT螺钉固定系统可以获得更坚强的稳定性。相邻阶段的短椎弓根螺钉与CBT螺钉对比可以看出,CBT螺钉固定系统可以获得更满意的稳定性。结论与短椎弓根螺钉固定系统比较,CBT螺钉固定系统可以更有效重建腰椎结核术后的稳定性,同时保留了腰椎更多运动节段,在临床上应当推广使用。