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股骨有限元模型材料属性分配梯度的优化分析
被引量：
7
1
作者
金乾坤
王巍
+3 位作者
何盛为
何飞熊
陈秉智
傅彦棉
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期84-90,共7页
优化分析股骨有限元模型材料属性分配梯度,从而得到相对准确且经济的划分层数,为CT灰度值赋值法在医学有限元研究领域的应用奠定理论基础。首先选取1名成人志愿者的股骨进行CT密扫,将获取的DICOM格式CT序列医学图像数据输入Mimics中,并...
优化分析股骨有限元模型材料属性分配梯度,从而得到相对准确且经济的划分层数,为CT灰度值赋值法在医学有限元研究领域的应用奠定理论基础。首先选取1名成人志愿者的股骨进行CT密扫,将获取的DICOM格式CT序列医学图像数据输入Mimics中,并建构出3D渲染模型。在此基础上通过Solid Works对模型实体化,导入Hyper Mesh进行体网格划分,再返回Mimics中,选择2、4、5、10、50、100、200、400层等8种梯度进行赋材质,最后将有限元模型在ABAQUS软件中设定工况,并实施仿真分析;同时构建股骨近端有限元模型,通过与文献数据对比分析来验证其有效性。结果表明,研究所构建的股骨有限元模型的应力、应变水平与有关文献的实验结果一致,其有效性得到充分验证。在材料属性分配梯度的优化分析中,2、4、5、400层材料属性时的应力与其他层材料属性相比具有显著性差异(P<0.05),同时这4组材料属性之间的应力也具有显著性差异(P<0.05),而10、50、100、200层的材料属性间应力则没有明显的结果偏差。10层材料属性既能提高运算速度,节省运算量,又能保证运算结果的精准性;CT灰度值赋值法适用于临床个体化快速有限元仿真分析。
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关键词
股骨
材料属性
CT灰度值赋值法
有限元分析
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职称材料
用于骨科植入体的纳米银/氧化钛纳米管复合抗菌涂层
被引量：
2
2
作者
方思懿
方明
李翔
《材料科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期363-369,408,共8页
以乙二醇含0.5wt.%氟化铵和5vol.%蒸馏水为电解液,利用阳极氧化法在钛表面制备出TiO 2纳米管。之后对制备得到的TiO 2纳米管使用聚多巴胺进行表面改性,再用浸渍法加紫外光还原法制备得到负载银纳米颗粒的TiO 2纳米管(AgNPs/TNTs)涂层材...
以乙二醇含0.5wt.%氟化铵和5vol.%蒸馏水为电解液,利用阳极氧化法在钛表面制备出TiO 2纳米管。之后对制备得到的TiO 2纳米管使用聚多巴胺进行表面改性,再用浸渍法加紫外光还原法制备得到负载银纳米颗粒的TiO 2纳米管(AgNPs/TNTs)涂层材料。通过改变AgNO 3溶液的浓度可以得到不同AgNPs负载量的TiO 2纳米管。利用多种表征方法,对AgNPs/TNTs进行微结构表征;通过抗菌实验和体外细胞实验,对AgNPs/TNTs进行了抗菌性能和细胞相容性测试。研究结果表明:在70V电压下阳极氧化可得到管径约为100nm的TiO 2纳米管。AgNPs在TiO 2纳米管中的负载量随AgNO 3溶液的浓度的增大而增多。AgNPs/TNTs的Ag+释放可持续14天以上,试样抗菌性能NT-PD-0.5Ag>NT-PD-0.1Ag>NT-PD-0.02Ag。含银量较低的试样NT-PD-0.1Ag和NT-PD-0.02Ag具有相对较好的细胞相容性,而含银量较大的试样NT-PD-0.5Ag的细胞毒性较大。AgNPs/TNTs复合涂层可具有良好的抗菌性能和细胞相容性,为用于产业化生产提供参考。
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关键词
TIO2纳米管
银纳米粒子
阳极氧化
抗菌性能
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职称材料
基于安定性的压机下横梁弹塑性强度安全裕度分析
被引量：
1
3
作者
邹宗园
刘政磊
+3 位作者
韩舒婷
李群
赵石岩
郭宝峰
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期198-202,共5页
以某大型液压机下横梁为研究对象,通过分析不同载荷水平下的应力-应变分布,给出了随着载荷的增大局部高应力危险位置的分布及变化情况,并对卸载时相应危险位置的残余应力进行了研究。根据安定性理论判定了不同载荷水平下下横梁的安定性...
以某大型液压机下横梁为研究对象,通过分析不同载荷水平下的应力-应变分布,给出了随着载荷的增大局部高应力危险位置的分布及变化情况,并对卸载时相应危险位置的残余应力进行了研究。根据安定性理论判定了不同载荷水平下下横梁的安定性,并基于计算结果分析评估了其弹塑性安全裕度。结果表明,该下横梁在150 MN的锻造载荷下存在局部高应力位置,当锻造载荷达到170 MN时,局部高应力位置开始产生局部塑性变形,然而,计算可知在170~350 MN的载荷范围内均可达到安定状态,即虽然在初始加载状态下会产生局部塑性变形,但在后续加载过程中塑性变形不再产生,重新进入弹性响应状态,结构不会发生进一步的强度破坏。该下横梁的安定极限载荷大于350 MN,弹塑性强度安全裕度大于2.33,较为宽裕。
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关键词
安定性
弹塑性安全裕度
安定载荷
下横梁
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职称材料
题名
股骨有限元模型材料属性分配梯度的优化分析
被引量：
7
1
作者
金乾坤
王巍
何盛为
何飞熊
陈秉智
傅彦棉
机构
浙江
省衢州市人民医院骨
科
大连医
科
大学附属第二医院钻石湾院区骨
科
大连交通大学交通运输工程学院
浙江科惠医疗器械股份有限公司
出处
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第1期84-90,共7页
基金
浙江省医药卫生科技计划项目(2017KY700)。
文摘
优化分析股骨有限元模型材料属性分配梯度,从而得到相对准确且经济的划分层数,为CT灰度值赋值法在医学有限元研究领域的应用奠定理论基础。首先选取1名成人志愿者的股骨进行CT密扫,将获取的DICOM格式CT序列医学图像数据输入Mimics中,并建构出3D渲染模型。在此基础上通过Solid Works对模型实体化,导入Hyper Mesh进行体网格划分,再返回Mimics中,选择2、4、5、10、50、100、200、400层等8种梯度进行赋材质,最后将有限元模型在ABAQUS软件中设定工况,并实施仿真分析;同时构建股骨近端有限元模型,通过与文献数据对比分析来验证其有效性。结果表明,研究所构建的股骨有限元模型的应力、应变水平与有关文献的实验结果一致,其有效性得到充分验证。在材料属性分配梯度的优化分析中,2、4、5、400层材料属性时的应力与其他层材料属性相比具有显著性差异(P<0.05),同时这4组材料属性之间的应力也具有显著性差异(P<0.05),而10、50、100、200层的材料属性间应力则没有明显的结果偏差。10层材料属性既能提高运算速度,节省运算量,又能保证运算结果的精准性;CT灰度值赋值法适用于临床个体化快速有限元仿真分析。
关键词
股骨
材料属性
CT灰度值赋值法
有限元分析
Keywords
femur
material properties
CT gray value assignment
finite element analysis
分类号
R318 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
用于骨科植入体的纳米银/氧化钛纳米管复合抗菌涂层
被引量：
2
2
作者
方思懿
方明
李翔
机构
浙江
大学材料
科
学与工程学院无机非金属材料研究所
浙江科惠医疗器械股份有限公司
出处
《材料科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期363-369,408,共8页
基金
国家自然基金面上资助项目(51672247)。
文摘
以乙二醇含0.5wt.%氟化铵和5vol.%蒸馏水为电解液,利用阳极氧化法在钛表面制备出TiO 2纳米管。之后对制备得到的TiO 2纳米管使用聚多巴胺进行表面改性,再用浸渍法加紫外光还原法制备得到负载银纳米颗粒的TiO 2纳米管(AgNPs/TNTs)涂层材料。通过改变AgNO 3溶液的浓度可以得到不同AgNPs负载量的TiO 2纳米管。利用多种表征方法,对AgNPs/TNTs进行微结构表征;通过抗菌实验和体外细胞实验,对AgNPs/TNTs进行了抗菌性能和细胞相容性测试。研究结果表明:在70V电压下阳极氧化可得到管径约为100nm的TiO 2纳米管。AgNPs在TiO 2纳米管中的负载量随AgNO 3溶液的浓度的增大而增多。AgNPs/TNTs的Ag+释放可持续14天以上,试样抗菌性能NT-PD-0.5Ag>NT-PD-0.1Ag>NT-PD-0.02Ag。含银量较低的试样NT-PD-0.1Ag和NT-PD-0.02Ag具有相对较好的细胞相容性,而含银量较大的试样NT-PD-0.5Ag的细胞毒性较大。AgNPs/TNTs复合涂层可具有良好的抗菌性能和细胞相容性,为用于产业化生产提供参考。
关键词
TIO2纳米管
银纳米粒子
阳极氧化
抗菌性能
Keywords
titanium dioxide nanotubes
silver nanoparticles
anodizing
antibacterial properties
分类号
TB333 [一般工业技术—材料科学与工程]
R318.08 [医药卫生—生物医学工程]
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职称材料
题名
基于安定性的压机下横梁弹塑性强度安全裕度分析
被引量：
1
3
作者
邹宗园
刘政磊
韩舒婷
李群
赵石岩
郭宝峰
机构
燕山大学先进锻压成形技术与
科
学教育部重点实验室
浙江科惠医疗器械股份有限公司
西安铂力特增材技术
股份有限公司
出处
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020年第12期198-202,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(51905467)
材料成形与模具技术国家重点实验室开放课题研究基金资助项目(P2019-018)。
文摘
以某大型液压机下横梁为研究对象,通过分析不同载荷水平下的应力-应变分布,给出了随着载荷的增大局部高应力危险位置的分布及变化情况,并对卸载时相应危险位置的残余应力进行了研究。根据安定性理论判定了不同载荷水平下下横梁的安定性,并基于计算结果分析评估了其弹塑性安全裕度。结果表明,该下横梁在150 MN的锻造载荷下存在局部高应力位置,当锻造载荷达到170 MN时,局部高应力位置开始产生局部塑性变形,然而,计算可知在170~350 MN的载荷范围内均可达到安定状态,即虽然在初始加载状态下会产生局部塑性变形,但在后续加载过程中塑性变形不再产生,重新进入弹性响应状态,结构不会发生进一步的强度破坏。该下横梁的安定极限载荷大于350 MN,弹塑性强度安全裕度大于2.33,较为宽裕。
关键词
安定性
弹塑性安全裕度
安定载荷
下横梁
Keywords
shakedown
elastoplastic safety margin
shakedown load
lower beam
分类号
O344 [理学—固体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
股骨有限元模型材料属性分配梯度的优化分析
金乾坤
王巍
何盛为
何飞熊
陈秉智
傅彦棉
《中国生物医学工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
7
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
用于骨科植入体的纳米银/氧化钛纳米管复合抗菌涂层
方思懿
方明
李翔
《材料科学与工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
2
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
基于安定性的压机下横梁弹塑性强度安全裕度分析
邹宗园
刘政磊
韩舒婷
李群
赵石岩
郭宝峰
《塑性工程学报》
CAS
CSCD
北大核心
2020
1
在线阅读
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职称材料
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