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改良片段弓技术压低下前牙过程中适宜加载力值的三维非线性有限元分析 被引量:7
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作者 陆史俊 倪晓宇 +2 位作者 黄优 王震东 王林 《医学研究生学报》 CAS 北大核心 2015年第1期74-78,共5页
目的改良式片段弓技术被用于压低前牙、打开咬合,取得了良好的矫治效果。为进一步研究其生物力学机制,本文建立了改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析其生物力学特点及压低辅弓适宜的初始加载力值。方法结合前期研... 目的改良式片段弓技术被用于压低前牙、打开咬合,取得了良好的矫治效果。为进一步研究其生物力学机制,本文建立了改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析其生物力学特点及压低辅弓适宜的初始加载力值。方法结合前期研究结果建立改良片段弓矫治技术的下颌牙列三维有限元模型,将压低辅弓从0.2~0.6 N平均设置5个工况,通过分析不同工况下下颌牙列的运动趋势及应力分布情况,初步探讨压低辅弓适宜的初始打开角度和加载力值。结果在各工况的改良片段弓作用下,侧切牙和尖牙发生压入移动并伴少量唇倾;第一磨牙远中倾斜并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;随着各个工况下辅弓初始加载力值的增加,各牙的移动量也进一步增大;其余牙齿无明显移动。当压低辅弓的初始加载力值为0.5 N左右时,改良片段弓矫治技术能获得适宜的前牙压入移动。结论改良片段弓技术能压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆牙合特别是高角、露龈笑或成年深覆牙合患者的矫治;其压低辅弓适宜的初始加载力值为0.5 N左右。 展开更多
关键词 改良片段弓 压低辅弓 前牙压低 三维非线性有限元分析
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考虑K_0固结的软土基坑工程三维非线性有限元分析 被引量:5
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作者 陈林靖 戴自航 刘志伟 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3796-3804,共9页
为考虑基坑工程的空间效应,土体分别采用K0固结和正常固结试样固结不排水(CU)试验得到的Duncan-Chang非线性弹性模型和Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,运用ABAQUS软件按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建... 为考虑基坑工程的空间效应,土体分别采用K0固结和正常固结试样固结不排水(CU)试验得到的Duncan-Chang非线性弹性模型和Mohr-Coulomb理想弹塑性模型,运用ABAQUS软件按照三维实体单元、壳单元、梁单元考虑接触相互作用的耦合有限元法,建立了福州市一典型软土基坑工程整体三维有限元分析模型,对基坑施工的各工况下整个体系的响应进行了数值模拟"目标试验",并与实测结果和二维数值模拟结果进行了比较,结果表明,采用K0固结试样CU试验参数的Duncan-Chang模型对该基坑进行的三维非线性数值模拟分析方法是较为可靠的,较之Mohr-Coulomb理想弹塑性模型和二维有限元分析,其结果的优势是明显的,是值得推崇和具有较好应用价值的方法。 展开更多
关键词 基坑 空间效应 K0固结 三维非线性有限元分析 DUNCAN-CHANG模型
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水电站地下厂房岩锚吊车梁三维非线性有限元分析 被引量:30
3
作者 杨静 何江达 王开云 《四川大学学报(工程科学版)》 EI CAS CSCD 2003年第2期31-35,共5页
应用三维非线性有限元方法,结合实际工程,研究地下厂房中下部分级开挖和吊车梁荷载两个因素对岩锚吊车梁及附近围岩局部变形、稳定性的作用与影响,比较了刚体力系平衡法与有限元法计算岩锚吊车梁锚杆的受力情况和两者之间的差异,分析了... 应用三维非线性有限元方法,结合实际工程,研究地下厂房中下部分级开挖和吊车梁荷载两个因素对岩锚吊车梁及附近围岩局部变形、稳定性的作用与影响,比较了刚体力系平衡法与有限元法计算岩锚吊车梁锚杆的受力情况和两者之间的差异,分析了吊车梁与洞壁接触面的稳定性,论证了三维非线性有限元方法用于研究水电站地下厂房岩锚吊车梁的合理性。 展开更多
关键词 地下厂房 岩锚吊车梁 锚杆 三维非线性有限元 刚体力系平衡法 受力情况 水电站
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交通荷载下沥青路面车辙三维非线性有限元分析 被引量:12
4
作者 董轶 彭妙娟 薛继盛 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期98-103,121,共6页
建立了半刚性沥青路面和柔性沥青路面的三维有限元模型,采用非线性粘弹塑性理论分析了不同交通荷载对沥青路面车辙变形和切应力的影响,并考虑了刹车、路面纵坡对路面车辙的影响。结果表明:在相同荷载作用下,两种路面结构的车辙变形和切... 建立了半刚性沥青路面和柔性沥青路面的三维有限元模型,采用非线性粘弹塑性理论分析了不同交通荷载对沥青路面车辙变形和切应力的影响,并考虑了刹车、路面纵坡对路面车辙的影响。结果表明:在相同荷载作用下,两种路面结构的车辙变形和切应力分布随着路面深度呈非线性分布,但不同路面结构对交通荷载变化的敏感性存在较大的差异;不同的胎压、轮载以及刹车产生的水平力对路面车辙变形有着较大的影响。当胎压为1 050 kPa及轮载为62.5 kN时,路面产生的车辙都大于在标准荷载及标准胎压时路面产生的车辙;在坡度为1%~6%时,路面纵坡对沥青路面车辙深度的影响不明显;在坡道上行车(特别是下行)时刹车是路面车辙过大的主要原因。 展开更多
关键词 沥青路面 车辙 交通荷载 粘弹塑性理论 三维非线性有限元
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周公宅拱坝三维非线性有限元分析 被引量:3
5
作者 高健 孙林松 +1 位作者 叶跃清 汪勇 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期399-401,共3页
用三维非线性有限单元法对周公宅拱坝进行了基本荷载组合下的非线性分析和水压超载分析.结果表明:在基本荷载作用下坝体屈服范围不大,但右岸F1和左岸F30处均有不同程度的屈服和开裂破坏,且这些地方有可能成为潜在的滑动面而影响坝肩稳定... 用三维非线性有限单元法对周公宅拱坝进行了基本荷载组合下的非线性分析和水压超载分析.结果表明:在基本荷载作用下坝体屈服范围不大,但右岸F1和左岸F30处均有不同程度的屈服和开裂破坏,且这些地方有可能成为潜在的滑动面而影响坝肩稳定;超载系数在3 0~4 0之间. 展开更多
关键词 周公宅 拱坝 荷载 非线性有限元分析
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载重子午线轮胎三维非线性有限元分析 被引量:4
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作者 闫相桥 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期106-108,共3页
建立了一个轮胎结构有限元分析模型 ,考虑了轮胎变形的几何非线性、轮胎与地面和轮胎与轮辋的大变形非线性接触、轮胎材料的非均匀性、橡胶材料的不可压缩性和物理非线性及橡胶基复合材料的各向异性。结果表明 ,该模型有效可靠。
关键词 子午线轮胎 有限元分析 非线性 接触约束 三维问题
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盾构隧洞装配式衬砌三维非线性有限元分析 被引量:8
7
作者 肖明 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第2期106-111,共6页
盾构隧洞装配式衬砌三维非线性有限元分析肖明(武汉水利电力大学水电系,430072)1引言盾构掘进是软弱土层中开挖隧洞的一种施工方法。由于盾构施工避免了明挖,减少了弃土处理,不仅有利于城市环境保护,且节省工程投资,因此... 盾构隧洞装配式衬砌三维非线性有限元分析肖明(武汉水利电力大学水电系,430072)1引言盾构掘进是软弱土层中开挖隧洞的一种施工方法。由于盾构施工避免了明挖,减少了弃土处理,不仅有利于城市环境保护,且节省工程投资,因此是作为城市隧道工程的一种主要施工方... 展开更多
关键词 隧洞 衬砌 非线性 有限元分析 水工隧洞
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子午线轮胎静态接触三维非线性有限元分析 被引量:2
8
作者 程钢 赵国群 管延锦 《汽车技术》 北大核心 2004年第3期19-22,共4页
采用三维实体单元对195/60R14规格子午线轮胎进行了三维非线性有限元分析,考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、橡胶-帘线复合材料的各向异性、轮胎与轮毂过盈配合以及轮胎接触非线性,给出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触... 采用三维实体单元对195/60R14规格子午线轮胎进行了三维非线性有限元分析,考虑了轮胎的几何非线性、材料非线性、橡胶-帘线复合材料的各向异性、轮胎与轮毂过盈配合以及轮胎接触非线性,给出了轮胎与地面接触过程中轮胎的变形情况、接触区形状变化、接触压力分布、载荷-变形关系等结果,对轮胎的设计和改进具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 汽车工程 子午线轮胎 静态接触 非线性有限元分析 接触压力分布 轮胎设计 过盈配合
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新三义寨引黄灌区流槽三维非线性有限元分析 被引量:3
9
作者 李宗坤 袁群 +4 位作者 郑晶星 王伟 曹宏亮 司马军 职轶 《人民黄河》 CAS 北大核心 2003年第4期42-43,共2页
对新三义寨引黄南线大型薄壁钢筋混凝土流槽结构建立了合理的有限元模型,编制了前后处理程序,并采用ANSYS通用有限元程序对其结构进行三维非线性分析。计算结果与现场实验结果较吻合,为工程设计和流槽结构优化提供了依据。
关键词 新三义寨引黄灌区 流槽 有限元 钢筋混凝土 三维非线性
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弧形钢闸门三维非线性有限元分析 被引量:5
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作者 刘悦鑫 王鑫 +2 位作者 王军林 孙建恒 任小强 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第3期101-105,共5页
根据某水库泄洪洞弧形钢闸门,建立了三维有限元模型,在相同的条件下对有、无面板加劲肋构件的模型进行了非线性分析,得出设计水头下无加劲肋构件模型的应力不能满足强度要求,而有加劲肋构件模型的应力和位移均能满足规范的要求。分析表... 根据某水库泄洪洞弧形钢闸门,建立了三维有限元模型,在相同的条件下对有、无面板加劲肋构件的模型进行了非线性分析,得出设计水头下无加劲肋构件模型的应力不能满足强度要求,而有加劲肋构件模型的应力和位移均能满足规范的要求。分析表明:对弧形钢闸门进行非线性分析时要考虑加劲肋构件的受力作用,同时要考虑面板局部锈蚀对弧形钢闸门应力的影响。通过分析面板不同锈蚀区域的计算结果,得出了该弧形钢闸门的锈蚀敏感部位及闸门最大应力随锈蚀深度的变化规律。 展开更多
关键词 弧形钢闸门 三维有限元 加劲肋 锈蚀 非线性分析
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混凝土拱坝坝肩抗滑稳定三维非线性有限元分析 被引量:4
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作者 袁志刚 马连军 种秀灵 《人民长江》 北大核心 2010年第2期9-12,27,共5页
拱坝坝肩的稳定是保障拱坝安全的关键因素之一。目前,拱坝坝肩稳定分析多采用刚体极限平衡法,该法不能考虑岩体的弹塑性变形,也不能模拟岩体构造的复杂性,所以就不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及坝体与基岩的整体作用效果。从材料... 拱坝坝肩的稳定是保障拱坝安全的关键因素之一。目前,拱坝坝肩稳定分析多采用刚体极限平衡法,该法不能考虑岩体的弹塑性变形,也不能模拟岩体构造的复杂性,所以就不能很好地反映坝肩岩体的破坏机理以及坝体与基岩的整体作用效果。从材料的弹塑性理论出发,应用三维非线性有限元法对坝体和坝肩岩体抗滑稳定进行分析。通过对具体工程模型的计算分析,分别以荷载突变和材料强度逐渐降低两种方式对坝肩岩体抗滑安全稳定给予评价。工程分析成果表明:非线性有限元法是进行拱坝及坝肩稳定分析的一种有效方法,能充分反映大坝与坝基岩体的共同作用效应。 展开更多
关键词 三维非线性有限元 拱坝坝肩岩体 应力和位移 抗滑稳定安全系数 本构关系
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软岩料填筑混凝土面板堆石坝三维非线性有限元分析 被引量:1
12
作者 陈寒 王瑞骏 +2 位作者 徐维生 陈泳霖 崔自力 《水资源与水工程学报》 2012年第2期120-125,共6页
以某已建工程为例,基于邓肯E-B材料本构模型,对混凝土面板堆石坝次堆石区采用软岩料填筑和硬岩料填筑两个方案进行三维有限元分析,分别获得软岩料填筑和硬岩料填筑时坝体应力变形的分布与变化规律。通过有限元计算分析,可以看出采用软... 以某已建工程为例,基于邓肯E-B材料本构模型,对混凝土面板堆石坝次堆石区采用软岩料填筑和硬岩料填筑两个方案进行三维有限元分析,分别获得软岩料填筑和硬岩料填筑时坝体应力变形的分布与变化规律。通过有限元计算分析,可以看出采用软岩填筑面板坝是可行的。 展开更多
关键词 应力变形 非线性 有限元分析 软岩料 硬岩料
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单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂修复下颌前牙区连续缺牙的三维有限元分析
13
作者 鲍仁强 吕成奇 +2 位作者 俞律峰 陆家瑜 邹德荣 《上海交通大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第3期301-309,共9页
目的·探究单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂修复在下颌前牙区连续缺失情况下的适用性。方法·构建简化的下颌前牙区颌骨模型与单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂模型。下颌前牙区的骨块长度、宽度、高度分别设定为20、5、15 m... 目的·探究单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂修复在下颌前牙区连续缺失情况下的适用性。方法·构建简化的下颌前牙区颌骨模型与单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂模型。下颌前牙区的骨块长度、宽度、高度分别设定为20、5、15 mm。采用的窄直径种植体为Axiom 2.8两段式窄直径种植体,型号为2.8 mm×10 mm,基台为高度2.5 mm的直角基台。通过计算,设定缺牙间隙的范围为5.8~11.6 mm,故建立牙冠近远中宽度分别为5.8、6.8、7.8、8.8、9.8、10.8、11.8 mm的7组牙冠模型。将种植体、牙冠与颌骨模型通过Siemens Nx 12.0软件整合装配,然后将数据导入Ansys Workbench 18.0软件中进行有限元分析。模拟施加100 N的垂直向加载及斜向30°加载,分析种植体Von-Mises应力值及种植体周围皮质骨最大压应力、皮质骨最大拉应力和松质骨最大拉应力,探讨悬臂长度变化时相关应力的变化情况。结果·种植体颈部为主要应力集中区域。随着悬臂长度的增加,种植体的Von-Mises应力峰值、皮质骨及松质骨的最大拉应力值、皮质骨的最大压应力绝对值均逐渐增大,但是所有应力值均在生理承受范围内。测算得到的种植体Von-Mises应力峰值范围介于141.52~707.17 MPa,均小于其极限抗拉强度930 Mpa;皮质骨的最大拉应力(最大值为11.8 mm组的60.82 MPa)均小于皮质骨的抗拉极限100~130 MPa,而皮质骨的最大压应力绝对值(绝对值最大值为11.8 mm组的129.39 MPa)则均小于皮质骨的抗压极限绝对值170~190 MPa;松质骨的最大拉应力范围介于0.84~4.70 MPa,均小于或接近其极限强度2~5 MPa。结论·单颗窄直径种植体支持的双单元悬臂修复可能是一种可行的针对下颌前牙区连续缺失的治疗方法。 展开更多
关键词 窄直径种植体 前牙悬臂 三维有限元分析
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三段式片段弓技术打开咬合的三维非线性有限元模型的建立及生物力学分析 被引量:9
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作者 陆史俊 王震东 +1 位作者 倪晓宇 王林 《华西口腔医学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2013年第1期74-79,共6页
目的建立三段式片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析计算压低辅弓的力学特性,初步探讨三段式片段弓矫治技术的生物力学特点。方法利用薄层CT扫描技术,结合Mimics、CATIA、Anasys等专业软件建立含有三段式片段弓下颌牙列... 目的建立三段式片段弓矫治技术的下颌牙列三维非线性有限元模型,分析计算压低辅弓的力学特性,初步探讨三段式片段弓矫治技术的生物力学特点。方法利用薄层CT扫描技术,结合Mimics、CATIA、Anasys等专业软件建立含有三段式片段弓下颌牙列三维有限元模型。然后,在所建立的模型上通过Anasys软件中的非线性计算方法分析计算压低辅弓的力学特性及在三段式片段弓作用下下颌牙列的运动趋势和应力分布情况。结果在5°~25°范围内,压低辅弓前端的力值随角度的增加而快速增大;在30°时达到最大(0.604 8 N);在30°~65°范围内,压低辅弓产生的力在0.59 N左右波动。三段式片段弓作用下,下颌侧切牙远中唇向倾斜并向龈方压入;第一磨牙则后倾明显并伴有牙冠的近中颊向远中舌向旋转;其余牙齿基本不发生移动。下颌牙列的应力集中区主要位于侧切牙根的唇侧颈1/3及第一磨牙根分叉处。结论在适宜压入力的作用下,三段式片段弓技术能有效地压低前牙段,同时控制后牙段的伸长,有利于深覆,特别是高角、露龈笑或成年患者深覆的矫治。 展开更多
关键词 三段式片段弓 压低辅弓 前牙压低 三维非线性有限元分析
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乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元分析
15
作者 马丽娟 腾雍辉 +4 位作者 王勇 赵一姣 张馨月 秦庆钊 尹东 《北京大学学报(医学版)》 北大核心 2025年第2期376-383,共8页
目的:建立下颌骨及乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元模型,以探讨下颌第二乳磨牙缺失患者佩戴丝圈间隙保持器时的应力、变形及剪切力情况。方法:通过对患儿进行锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)扫描,使用Mimics 2... 目的:建立下颌骨及乳牙缺失数字化丝圈间隙保持器的三维有限元模型,以探讨下颌第二乳磨牙缺失患者佩戴丝圈间隙保持器时的应力、变形及剪切力情况。方法:通过对患儿进行锥形束CT(cone beam computed tomography,CBCT)扫描,使用Mimics 21.0软件建立下颌第二乳磨牙缺失的数字模型。利用儿童丝圈间隙保持器设计软件构建冠部固位与丝圈结构一体化的全冠及带环丝圈间隙保持器的数字模型,并分别采用钴铬合金、聚醚醚酮(polyether ether ketone,PEEK)及钛合金三种材料进行构建。在ANSYS Work Beach 2023 R2软件中,对模型46和84的咬合面施加垂直和沿牙体长轴倾斜45°的70 N载荷,以及丝圈上表面10 N载荷,模拟患儿佩戴丝圈间隙保持器时的正中咬合与侧方咬合,分析丝圈间隙保持器及基牙的受力情况。结果:在不同的加载条件下,带环丝圈间隙保持器的最大主应力明显低于全冠丝圈间隙保持器。应力云图显示,最大主应力峰值出现在丝圈末端与冠部结构连接处,表明这一部位更容易发生断裂;使用PEEK材料制作的带环丝圈间隙保持器内部组织面的最大剪切应力最小;46和84牙齿的等效应力(Von Mises应力)最小,分别为23.18 MPa和36.35 MPa,且最大等效应力分别位于46牙齿近中、84牙齿远中靠近牙根部与丝圈间隙保持器接触的区域。结论:在第二乳磨牙缺失的情况下,佩戴数字化带环丝圈间隙保持器能够有效分散应力,且PEEK材料的带环丝圈间隙保持器在一定程度上降低了基牙的受力,其在临床应用中显示出一定的优越性。 展开更多
关键词 乳牙 牙缺失 正畸保持器 计算机辅助设计 三维有限元分析 生物力学
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3种不同材料和嵌体洞型修复下颌第二磨牙应力分布的三维有限元分析
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作者 于丁一 司红羚 +1 位作者 赵雯静 刘玲 《实用口腔医学杂志》 北大核心 2025年第4期456-460,共5页
目的:观察根管治疗后下颌第二磨牙远中缺损伴牙槽骨吸收时,不同材料及洞型修复后,是否会增加远中根根折风险。方法:使用Micro-CT、Mimics 21.0、geomagic、ANSYS 17.0建立下颌第二磨牙远中牙槽骨吸收的三维有限元模型,在此模型上构建3... 目的:观察根管治疗后下颌第二磨牙远中缺损伴牙槽骨吸收时,不同材料及洞型修复后,是否会增加远中根根折风险。方法:使用Micro-CT、Mimics 21.0、geomagic、ANSYS 17.0建立下颌第二磨牙远中牙槽骨吸收的三维有限元模型,在此模型上构建3种嵌体和高嵌体洞型,分别使用3种不同修复材料(优韧瓷Lava Ultimate、二硅酸锂玻璃瓷e.max CAD和氧化钇稳定氧化锆3Y-TZP陶瓷e.max Zir CAD),并90°和45°加载,组合分析应力分布。结果:3种洞型中,[牙合]面覆盖的高嵌体远中根面最大等效应力最小;3种材料中,使用优韧瓷,远中根面最大等效应力最大,应力均集中于牙根上半段。结论:下颌第二磨牙远中缺损位于CEJ以下并伴牙槽骨吸收时,牙尖覆盖的高嵌体洞型和纳米复合树脂陶瓷可减轻远中根尖区的根折风险。 展开更多
关键词 下颌第二磨牙 嵌体 三维有限元 应力分析
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三维弹塑性固体大变形分析的无额外自由度广义有限元法
17
作者 马今伟 白铭 段庆林 《计算力学学报》 北大核心 2025年第3期456-461,共6页
无额外自由度广义有限元法在保留标准广义有限元法高阶插值特性的同时,还消除了额外自由度引发的求解规模扩大及线性依赖问题。使其在弹性分析中,相比于传统有限元表现出了计算精度高、收敛性好的优势,同时在平面问题的非线性分析中也... 无额外自由度广义有限元法在保留标准广义有限元法高阶插值特性的同时,还消除了额外自由度引发的求解规模扩大及线性依赖问题。使其在弹性分析中,相比于传统有限元表现出了计算精度高、收敛性好的优势,同时在平面问题的非线性分析中也展现出了良好潜力。将该方法推广和应用至三维弹塑性固体的大变形分析,一方面可以进一步探究其在非线性分析中的表现,另一方面则拓展了广义有限元法在非线性问题领域的应用。在非线性弹性和弹塑性两种材料的大变形分析中,将该方法同传统有限元和商软进行了对比,计算结果表明了该方法在精度方面的优势。 展开更多
关键词 广义有限元 额外自由度 非线性分析 弹塑性 大变形
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三维有限元分析预防足跟部压力性损伤的研究进展
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作者 田甜 何婷婷 +3 位作者 韩丹丹 杨佩 何铭杏 王莹 《护理研究》 北大核心 2025年第19期3354-3359,共6页
综述足跟部压力性损伤的生物力学机制、三维有限元分析在足跟部压力性损伤预防中的应用及优势,为足跟部压力性损伤的早期检测、个性化预防提供参考。
关键词 压力性损伤 足跟部压力性损伤 三维有限元分析 护理 综述
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基于三维有限元软件分析的外侧髌股韧带松解术对髌骨脱位内侧髌股韧带手术中髌股关节生物力学的影响研究
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作者 谭晓艳 唐凯 +2 位作者 侯华成 蒋岩玲 刘飞 《临床小儿外科杂志》 北大核心 2025年第5期473-479,共7页
目的通过三维有限元软件分析外侧髌股韧带松解术对髌骨脱位内侧髌股韧带(medial patellofemoral ligament, MPEL)手术中髌股关节生物力学的影响。方法采用南京医科大学附属儿童医院1例13岁健康男性志愿者的CT和MRI影像资料创建并验证正... 目的通过三维有限元软件分析外侧髌股韧带松解术对髌骨脱位内侧髌股韧带(medial patellofemoral ligament, MPEL)手术中髌股关节生物力学的影响。方法采用南京医科大学附属儿童医院1例13岁健康男性志愿者的CT和MRI影像资料创建并验证正常膝关节有限元模型(Normal模型), 修改该模型模拟髌骨脱位手术过程, 分别建立外侧髌股韧带松解(lateral patellofemoral ligament release, LPFL-S)、内侧髌股韧带重建(medial patellofemoral ligament release, MPFL-R)、内侧髌股韧带重建联合外侧髌股韧带松解的有限元模型, 并采用有限元软件分析3种手术方式中髌股关节的接触应力、髌骨外侧移位位移及髌骨倾斜角情况。结果 4种模型在0°~90°屈膝活动下对应的髌股关节接触应力、髌骨外侧移位生物力学特性表现均不相同。Normal模型髌股关节接触应力峰值7.82 MPa;MPFL-R模型为6.64 MPa, 较Normal模型减少15.1%;而LPFL-S模型、MPFL-R联合LPFL-S模型分别为3.46 MPa、2.94 MPa, 较Normal组分别减少55.8%、62.4%;髌骨外侧位移的峰值Normal模型为4.16 mm, MPFL-R模型为4.57 mm, 较Normal模型增加9.9%, 而LPFL-S模型、MPFL-R联合LPFL-S模型分别为4.67 mm、5.79 mm, 较Normal模型分别增加12.3%、39.2%;对于髌骨倾斜角而言, Normal模型峰值为12.85°, MPFL-R模型为13.87°, 较Normal模型增加7.9%, 而LPFL-S模型、MPFL-R联合LPFL-S模型分别为16.19°、22.98°, 较Normal模型分别增加26.0%、78.8%。结论 MPFL重建术后髌股关节接触应力、髌骨外侧移位位移及髌骨倾斜角力学参数接近正常膝关节状态;LPFL松解术可降低髌股关节接触应力, 但会增加一定的髌骨外侧位移和髌骨倾斜角, 尤其是MPFL重建联合LPFL松解手术会大幅增加髌骨外侧位移和髌骨倾斜角, 增加髌骨外侧不稳定的风险。 展开更多
关键词 髌骨脱位 三维重建 有限元分析 膝关节 外科手术 生物力学现象 儿童
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低压塑壳断路器中电动斥力的三维有限元非线性分析与实验研究 被引量:38
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作者 李兴文 陈德桂 +2 位作者 向洪岗 李志鹏 刘洪武 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第2期150-155,共6页
电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义。基于电流一磁场一电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头问的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆... 电动斥力的计算对低压塑壳断路器(MCCB)的设计有重要意义。基于电流一磁场一电动斥力之间的方程,并考虑铁磁物质的影响,应用三维有限元非线性分析,引入圆柱导电桥模型作为接触点模拟触头问的电流收缩,统一计算触头间的Holm力和动导电杆上的Lorentz力。耦合电路方程,并以动触头上的预压力为约束通过迭代运算,从而确定动触头的打开时间。分析了五种不同结构的MCCB,并对电动斥力和触头打开时间进行了实验研究,结果表明,该方法是有效的,可用于MCCB新产品触头系统的设计。 展开更多
关键词 低压塑壳断路器 电动斥力 三维有限元 非线性分析 实验 触头
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