弹性力学有限元分析中的平衡与协调理论

有限元分析中的单元可以遵循不同的方法构造,该文提出以单元模型的平衡性与协调性进行分类,并对弹性力学平面问题中的几种经典单元进行了分析比较,总结了协调元、非协调元和超协调元的协调性方法,以及基于解析试函数法的平衡型方法。单元的协调性理论思路包含单纯形格式协调元和非单纯形格式协调元,以及相应的非协调和超协调元格式,关注的重点是单元边界的协调。单元的平衡性理论思路包含解析试函数和权函数的高阶完备性,关注的重点研究是单元内部及边界平衡性。研究表明:针对弹性力学中平衡性和协调性要求,两类理论给出的不同单元格式各具特点,而既能保证单元内部平衡性,又能考虑单元界面协调性的单元类型给出了更精确、合理的计算结果。

内锁骨近端髓内钉粗隆髓内钉治疗老年股骨粗隆间骨折的疗效

目的探讨应用内锁骨近端髓内钉(ITST)粗隆髓内钉治疗股骨粗隆间骨折的疗效及手术技巧。方法回顾2011年9月至2012年5月收治14例股骨粗隆骨折的患者,男4例,女10例;高能量损伤2例,低能量损伤12例;骨折根据改良Evans分型:Ⅰb型2例,Ⅱa型3例,Ⅱb型5例,Ⅲ型4例,均同一组人员应用闭合复位ITST粗隆髓内钉手术治疗,均为新鲜骨折,受伤至手术时间平均3 d(2～12 d),术后定期拍片随访,并采用Harris髋关节评分问卷评估治疗效果。结果 14例患者术后获3～12个月(平均7个月)的随访,患者骨折均获愈合,1例术后内科疾病在外地长期住院,未按时拍片,但骨折在3.5个月复查时愈合,愈合率100%。骨折均在术后8～15 w内愈合(摄片有骨痂生长),平均11 w。患者末次随访时未出现感染、神经损伤、骨折不愈合及股骨头坏死等并发症。Harris髋关节评分优10例,良2例,可1例,差1例,1例差是因基础病致患者术后住院期间转多个科治疗,下地晚,肌萎缩明显,乏力,余术后患侧髋关节活动好。总优良率85%。结论 ITST粗隆髓内钉闭合复位内固定治疗股骨粗隆间骨折可以获得较令人满意的临床疗效。

全髋关节置换并结构性植骨治疗CroweⅢ型髋臼发育不良性骨关节炎

背景:CroweⅢ型髋关节发育不良在继发骨关节炎时需要行全髋关节置换,置换中髋臼的重建是重点和难点。目的:观察全髋关节置换并结构性植骨治疗CroweⅢ型髋臼发育不良性骨关节炎的效果。方法:选择北京朝阳医院骨科2006-01/2009-08收治的CroweⅢ型髋关节发育不良继发骨关节炎患者15例(18髋),均施行了全髋关节置换+髋臼自体结构性植骨。结果与结论:全部患者均获得随访,随访时间12-24个月,平均18个月。所有病例髋臼旋转中心都接近正常,置换前双下肢长度差为2.0-3.5cm,置换后双下肢长度差为0-1.5cm。至末次随访,Harris评分由置换前的平均38分(17-69分)升高至92分(86-96分)。提示CroweⅢ型髋关节发育不良继发骨关节炎的全髋关节置换中,将髋臼重建于真臼内、把髋臼旋转中心内移、辅以结构性植骨,可有效恢复髋臼覆盖、维持臼杯稳定并恢复下肢长度。

微机结构分析通用程序SAP84（版本4．0）

微机结构分析通用程序ＳＡＰ８４是国内最受欢迎的微机结构分析通用程序之一．它具有使用方便、功能强、结果准确等优点，目前国内已有六百余用户单位．已计算数千个工程实际课题，得到了用户的一致好评．

局部应用不同剂型氨甲环酸对初次全髋关节置换术围手术期失血量的影响

目的探讨不同剂型氨甲环酸(tranexamic acid,TXA)对降低单侧初次全髋关节置换术(total hip arthroplasty,THA)围手术期失血量的有效性和安全性。方法将2016年10月至2018年10月180例行单侧初次THA手术的患者按随机数表法分为粉剂氨甲环酸组(粉TXA组)、水剂氨甲环酸组(水TXA组)、单纯静脉注射组,每组60例。粉TXA组患者于切皮前10 min静脉单次使用20 mg/kg的TXA,关闭关节腔前将2 g TXA粉剂直接倒入腔内;水TXA组患者同样于切皮前10 min 静脉单次使用20 mg/kg的TXA,关闭关节腔前将2 g TXA溶于20 mL生理盐水局部浸泡手术部位。记录各组术中出血量及术后引流量;复查术后1、3 d血常规,记录患者血红蛋白水平和红细胞比容,通过公式计算并比较患者术后绝对失血量;如患者血红蛋白低于70 g/L,则予以同型红细胞悬液2 U静脉输入;术后5 d复查双下肢静脉彩超,记录术后输血和深静脉血栓的发生率。结果各组患者术中出血量无差异;粉TXA组患者术后引流量、绝对失血量均低于水TXA组、对照组,差异有统计学意义(P<0.05);粉TXA组患者术后输血1例,水TXA组8例,对照组18例,各组间差异有统计学意义(P<0.05);粉TXA组患者术后发现1例下肢深静脉血栓,水TXA组、对照组患者未发现术后下肢静脉血栓,三组患者术后深静脉血栓发生率无明显差异。结论粉剂TXA局部关节腔内使用可以更加有效地减少THA围手术期的血液丢失及术后输血率,无需配药,减少操作环节,不增加下肢深静脉血栓的发生风险,粉剂TXA局部用于关节腔是THA围手术期控制血液丢失的安全、有效的方法。

一种新的墙单元

本文在微机结构分析程序SAP84壳单元的基础上,提出了一种新的土建结构中常用的墙单元模型,这个单元是四节点矩形单元,每个节点有全部空间六个自由度,并具有自动细化功能。它除了能处理通常的有开口或无开口的剪力墙外,还能处理有开口或无开口墙的空间变形。由于该单元既具有墙所在平面内的刚度,又具有平面外的弯曲刚度,它能与任意空间框架的梁、柱直接组合。

一种新的墙单元

本文提出了一种新的空间墙单元模型，这种墙单元把土建中常用的剪力墙作为它的一种特殊情形．本文基于四边形单元所提出的墙单元在平面内是一块膜，它除面内的两个平动自由度外还具有绕平面转动的自由度；平面外是一块弯曲板．因而它是膜和板的一个组合，它的每个节点具有空间的全部六个自由度．由于考虑了空间墙平面内和平面外的刚度，因此这种新的墙单元能够直接与三维框架的梁、柱单元连接．它也能很容易地处理墙的空间变形。

髓内钉治疗肱骨近端骨折的临床观察

目的探讨应用肱骨近端交锁髓内钉治疗肱骨近端骨折(包括Neer两部分及三部分骨折)的临床效果。方法回顾性分析13例肱骨近端两部分和三部分骨折患者的临床资料,随访时通过肩关节X线片评价骨折愈合情况,并应用ASES评分、Constant-Murley评分、UCLA评分、SST问卷评估以及VAS评分进行评估。结果共有12例患者获得随访,1例因内科基础病死亡。随访最短18个月,最长23个月,平均14个月,骨痂生长在术后6～12周出现。患者均未出现肱骨头坏死。但有3例三部分骨折患者出现大结节骨折块移位约0.5 cm。术后患肩活动度好,疼痛VAS评分平均为(1.95±0.55)。9例患者肩关节功能评估为优良。结论肱骨近端交锁髓内钉内固定治疗肱骨近端两部分和三部分骨折可以达到微创治疗目的,获得满意的疗效。

工程结构分析的高性能软件技术

在土木工程界，计算机的应用有良好的传统，并且已经出现了许多有效的工程结构分析和设计软件系统，但是结构分析和设计仍需耗费大量的时间和人力。不少研究尝试通过不同的方法去改善这种情况。本文讨论了目前国际上最先进的软件技术以及我们自己最近所取得的一些研究成果，提出了如何从数据库技术、集成观念、不同类型有限单元之间的完全协调以及快速静动力求解器和网络技术等方面，来提高土木工程结构分析和设计软件的性能。

微机结构分析的现状与前景

本文回顾了16位微机上的通用结构分析系统近十年来国际、国内的发展概况,对未来十年微机结构分析的发展与前景提出了一些看法。在未来十年中,微机上的非线性结构分析将不仅成为可能,而且会成为计算力学主要的开发对象。非线性分析的求解器、分叉问题等非常棘手的问题,可望在未来十年中得到解决。多窗口图形系统等现代计算机技术将会使微机结构分析的用户界面增辉生色。

重大工程地质灾害的预测理论及数值分析方法研究年度报告

基本完成了SAP84-NOLM的PC版本并进行了测试,可以实现在PC上计算大约30万自由度的地质体结构。其中包括带有裂隙的地质体的初始网格生成和裂隙扩展时的网格自适应;2D/3D渗流场的计算;用弧长法来计算材料的软化,以考虑水对地质体本构的影响以及大规模并行计算的初步实现。小尺寸滑坡物理测试平台已经完成并进行了实验,大尺寸滑坡物理测试平台正在施工建设中。

钢缆+锁定钢板系统治疗全髋关节置换术术后Vancouver B1型假体周围骨折

在我国接受全髋关节置换术（THA）的病人逐渐增长,随着术后患者活动量的增加,生存期的延长,髋关节假体周围骨折发生的可能性随之增加,处理困难,易产生较多的并发症,THA术后假体周围骨折已经成为欧洲全髋翻修的第三大原因[1],国外文献报道THA术后并发假体周围骨折发生率为0.1%～21%[2]。

腕管综合征合并同侧颈椎间盘突出症1例

患者女性，68岁，从事导弹装配工作30年余，反复右桡侧三指麻木，不灵活5年入院，多于做手精细活动时出现，平时有颈肩疼痛，程度轻，无手腕以上肢体放射痛及麻木。查体：右上肢无肌萎缩，手臂各肌肉处无压痛、叩痛，患肢运动无受限，右桡侧三指掌侧痛、触觉减退，以中指末节尤明显，对掌乏力，臂丛神经牵拉试验（Eaton test）、压头试验（Spurling test）以及霍夫曼征（Hoffmann sign）均为阴性，屈腕试验（Phalen test）、拾物试验阳性。

快速子空间迭代法、迭代Ritz向量法与迭代Lanczos法的比较

以高效的细胞稀疏直接快速解法为核心步骤,实现了快速的固有振动广义特征值问题解法,并在相同的允许模态误差的意义下检验了三种常用的大型矩阵特征模态算法——子空间迭代法、迭代Ritz向量法和迭代Lanc-zos法的计算效率。迭代Ritz向量法平均最快,子空间迭代法最慢,三种解法效率相差不是太大。与ANSYS的子空间迭代和Lanczos法相比,本文的子空间迭代比ANSYS的效率高很多,Lanczos法和ANSYS的效率差不多。大量较大规模的例题显示,本文对特征值算法的改进是十分有效的,算法的健壮性,通用性都达到了高水平。

有限元分析快速解法

基于结构分析有限元方程组的特征，提出了在刚度矩阵及其因子的超方程概念下的细胞稀疏索引存贮方案，与传统的稀疏索引存贮方案相比，它可以减少磁盘空间和内存的占用量约３０％．同时，这一存贮方案也可以减少关于索引的操作．结合双向循环展开技术，发展了一种适合于多维有限元分析的快速稀疏直接静力求解方法．工程算例表明，所建议的方案在存贮量和速度方面显著地改进了直接求解法的效率．

基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法

介绍重构核点法的基本原理和近似函数的构造方法,并基于核重构思想,应用配点法和最小二乘原理,离散微分方程,建立求解的代数方程,提出了一种基于核重构思想的最小二乘配点型无网格方法.与一般配点法相比,该方法的系数矩阵是有对称正定的,计算精度高,稳定性好.该方法的实施不需要背景网格,不需要进行高斯积分,与Galerkin法相比,具有计算量小、边界条件处理简单的特点,是一种真正的无网格法.对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨.文中结合若干典型算例,检验了该方法的有效性.

快速实用施工模拟分析的实现

研究施工模拟分析的基本原理和快速实现方法,并基于能反映结构逐层施工、荷载也逐层施加的施工模拟分析模型,实现快速施工模拟分析。研究表明,现有软硬件技术条件下,施工模拟计算的效率可以满足实际工程分析的要求。

小波变换在桥梁结构损伤识别中的应用

通过小波变换极大值点同信号突变点及其李氏指数之间的关系,采用小波变换极大值在多尺度上的变化规律来表征信号突变点的性质,从而确定信号有无奇异点并确定其位置,进而对桥梁进行损伤识别。将该理论应用到带裂缝悬臂梁有限元模型,通过模态、瞬态和静力试验采集信号,精确确定裂缝个数及位置。较之传统方法,该方法不仅可以达到经济方便的目的,而且检测结果更为精确可靠。

基于解析试函数的内参型广义协调膜元

利用解析试函数法构造一个内参型四结点八自由度广义协调膜元。根据弹性力学平面问题的控制方程和艾雷应力函数,求出问题完备的基本解析解,然后用其作为试函数并采用广义协调条件来构造单元:ATF-GCQ4X。该单元采用了14个解析试函数构造了应变二次完备的内部场,同时引入6个附加边界位移模式,采用平衡力系为权函数构造相应的广义协调条件。数值算例表明,该类内参型单元能在不提高单元结点自由度的情况下提高单元精度,并显示出良好的收敛特性。

基于核重构思想的配点型无网格方法的研究——一维问题

无网格方法按其离散原理可分为Galerkin型、配点型等。其中Galerkin型无网格方法的实施需要背景网格,不属于真正的无网格法;配点型无网格方法的实施不需要背景网格,是真正的无网格法。本文首先介绍了重构核点法的基本原理,然后基于核重构思想,与配点法相结合,以一维问题为例,研究了配点型无网格方法,对该方法构造过程中的近似函数及其导数的计算、修正函数的计算及方法的实现等问题进行了探讨。并结合若干典型算例,检验了其计算精度与收敛姓。