Corvis ST新参数应力-应变指数的研究进展

可视化角膜生物力学分析仪(Corvis ST)是目前评估在体角膜生物力学最常用的临床设备。新参数应力-应变指数(SSI)是近年来临床研究的热点,其不仅可以直接反映角膜生物材料刚度,而且与某些疾病的进展密切相关。SSI是基于使用有限元(FE)数值建模模拟眼内压和Corvis ST喷气效果的角膜行为预测生成的。SSI算法不随着本身中央角膜厚度(CCT)、眼内压以及生物力学矫正眼压(BIOP)的变化而变化,但明显与角巩膜中的胶原纤维改变有关。本文将从SSI的原理、年龄与SSI的关系、眼轴与SSI的关系、近视程度与SSI的关系、SSI的应用等方面进行归纳和总结。

经直肠实时组织弹性成像峰值应变指数在前列腺癌诊断中的应用价值

目的探讨经直肠实时组织弹性成像(TRTE)峰值应变指数(PSI)在前列腺癌诊断中的应用价值。方法回顾性分析100例疑似前列腺癌患者的临床资料,所有患者均行TRTE检查,计算PSI值;绘制ROC曲线分析PSI判断前列腺病灶性质的价值。以病理结果为金标准,比较TRTE对前列腺癌的诊断效能。结果 100例疑似前列腺癌患者中,前列腺癌84例,PSI 0.58~54.76,平均27.56±18.93;前列腺良性病灶16例,PSI 1.67~27.73,平均12.69±10.71;两者比较差异有统计学意义(t=3.042,P=0.003)。以病理结果为金标准,TRTE诊断前列腺癌的敏感性94.05%,特异性93.75%,准确率94.00%。ROC曲线分析显示,以PSI截断值为9.62,其判断病灶性质的敏感性96.43%,特异性85.69%,曲线下面积0.874。结论 TRTE峰值应变指数PSI诊断前列腺癌准确性高,有助于提高阳性检出率,具有较好的临床应用价值。

实时组织弹性成像峰值应变指数联合FPSA/TPSA在PSA灰区前列腺癌鉴别诊断中的应用价值

目的研究实时组织弹性成像峰值应变指数(PSI)联合游离前列腺特异性抗原/总前列腺特异性抗原(FPSA/TPSA)在前列腺特异性抗原(PSA)灰区前列腺癌鉴别诊断中的应用价值。方法纳入2018年1月至2022年5月收治的疑似前列腺癌患者95例,根据病理检查结果,将32例前列腺癌患者纳入前列腺癌组,63例非前列腺癌患者纳入对照组。比较前列腺癌组和对照组的弹性成像评分、PSI、整体的应变指数(ASI)、FPSA、TPSA水平以及FPSA/TPSA;使用二元Logistic逐步回归建立PSA灰区前列腺癌的联合预测回归模型;使用受试者工作特征(ROC)曲线分析PSI、FPSA/TPSA单独以及联合诊断对PSA灰区前列腺癌的诊断价值。结果前列腺癌组的弹性成像评分、PSI以及ASI均明显高于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。前列腺癌组的FPSA水平、FPSA/TPSA均明显低于对照组,差异具有统计学意义(P<0.05)。二元Logistic逐步回归分析中,联合预测回归模型:Logit(P)=-3.366+0.298×PSI-17.871×FPSA/TPSA。ROC曲线显示,PSI联合FPSA/TPSA诊断PSA灰区前列腺癌的曲线下面积(AUC)最高,为0.916。结论实时组织弹性成像PSI联合FPSA/TPSA对PSA灰区前列腺癌的诊断价值较高,值得临床上推广应用。

基于应变的应变硬化指数演化行为研究

为准确描述变形过程中双相高强钢板的应力应变关系,针对3种双相高强钢板应变硬化指数的演化行为进行了试验研究与理论模型预测。借助单向拉伸试验机和自主研发的DIC应变测量系统,获得了3种材料的真实应力-真实应变曲线,基于经典的Hollomon流动应力模型,得到了其应变硬化指数的演化历程,发现3种材料应变硬化指数与真实应变呈非线性变化关系。为了更好地预测应变硬化指数的演化行为,提出了可以描述其值变化的非线性数学模型,并结合经典的Hollomon流动应力模型,提出了基于n值变化的修正的Hollomon-n流动应力模型,最后通过3种材料的真实应力-真实应变曲线验证了所提出模型的有效性。

纵向舒张期应变指数检测并定位冠状动脉重度狭窄

目的 探讨左室壁各节段纵向舒张期应变指数（longitudinal strain imaging diastolic index,LSI-DI）在筛选和定位冠状动脉重度狭窄方面的价值.方法 94例左室射血分数（LVEF）≥50％且无节段性室壁运动异常的拟诊冠心病患者依据冠状动脉造影（CAG）结果分为三组：冠状动脉重度狭窄组、冠状动脉轻、中度狭窄组和正常对照组.心尖四腔观测量室间隔二尖瓣瓣环舒张早期运动速度（e）及舒张期二尖瓣口峰值血流速度（E、A）,计算E/e值.采集患者心尖四腔、三腔和两腔观,应用2D-STI技术获取左室18节段的纵向收缩期峰值应变（peak systolic longitudinal strain,PSLS）和纵向舒张期应变指数（longitudinal strain imaging diastolic index,LSI-DI）以及整体纵向收缩期峰值应变（global peak systolic longitudinal strain,GPSLS）和整体舒张期纵向应变指数（global longitudinal strain imaging diastolic index,GLSI-DI）.比较三组患者上述指标,以ROC曲线下面积获取LSI-DI预测不同冠状动脉分支重度狭窄的节段,并寻找其预测敏感性和特异性的截断值.结果 三组间GPSLS差异无统计学意义.冠状动脉重度狭窄组患者的GLSI-DI值明显低于其他两组,差异有统计学意义（P＜0.05）;冠状动脉轻、中度狭窄组GLSI-DI指标低于正常对照组,但差异无统计学意义（P＞0.05）.前间隔中间段、侧壁基底段以及下壁基底段的SI-DI预测LAD、LCX和RCA重度狭窄的曲线下面积分别为81.6％、84.1％和80.3％,截断值分别为45.5％、44.8％和48.3％,敏感性和特异性分别为81.8％/84.2％、87.3％/85.0％和79.6％/86.9％.结论 对于LVEF≥50％且常规超声心动图不能发现的冠心病患者,LSI-DI指标可以筛选出冠状动脉重度狭窄者.前间隔中间段、侧壁基底段以及下壁基底段LSI-DI指标能够较好地定位重度狭窄的冠状动脉分支,截断值分别为45.5％、44.8％和48.3％时对LAD、LCX和RCA重度狭窄的预测价值最大.

经直肠实时超声弹性成像结合峰值应变指数引导前列腺活组织检查对前列腺癌的诊断价值

目的探讨经直肠实时超声弹性成像(TRTE)结合峰值应变指数(PSI)引导前列腺活组织检查对前列腺癌的诊断价值以及TRTE评分与病理Gleason评分的相关性。方法选择河北北方学院附属第一医院2019年1月至12月收治的80例疑似前列腺癌患者,所有患者均行TRTE检查,对可疑病灶测定PSI,并行TRTE结合PSI引导靶向性穿刺活组织检查术,再行系统性穿刺活组织检查术。比较两种活组织检查术的诊断结果。以病理活组织检查结果为金标准,比较两种方式对前列腺癌与前列腺良性病变的检出率,比较前列腺癌与前列腺良性病变患者的前列腺体积、血清前列腺特异抗原(PSA)水平及PSI。采用受试者工作曲线(ROC)及曲线下面积(AUC)确定PSI诊断前列腺癌的最佳临界值。比较常规超声与TRTE结合PSI诊断前列腺癌的效能。比较TRTE结合PSI引导下与系统性穿刺术活组织检查穿刺点阳性率,并分析TRTE评分与Gleason评分的相关性。结果80例患者中,前列腺穿刺活组织检查病理诊断为前列腺癌45例(56.25%),前列腺良性病变35例(43.75%)。45例前列腺癌患者中,经TRTE结合PSI引导靶向性穿刺活组织检查术检出前列腺癌42例(93.33%),经系统性穿刺活组织检查术检出前列腺癌38例(84.44%);两种方式穿刺活组织检查前列腺癌检出率比较,差异无统计学意义(χ^(2)=1.80,P=0.180)。前列腺癌组血清PSA水平、PSI均高于前列腺良性病变组,差异均有统计学意义(t值分别为65.28、14.93,均P<0.05)。绘制ROC曲线,AUC为0.857(95%CI 0.772~0.941),确定5.68为PSI最佳临界值,当PSI≥5.68诊断为恶性,PSI<5.68诊断为良性。TRTE结合PSI诊断前列腺癌的灵敏度、特异度和准确度分别为91.11%、94.29%、92.50%,均高于常规超声(73.33%、68.57%、71.25%),差异均有统计学意义(均P<0.05)。80例患者通过TRTE结合PSI检查共发现可疑病灶89个,对每个可疑病灶进行2针靶向穿刺活组织检查术,共穿刺178针,其中88针为前列腺癌,穿刺点阳性率为49.44%;随后进行10针系统性穿刺活组织检查术,共穿刺800针,其中203针为前列腺癌,穿刺点阳性率为25.38%;TRTE结合PSI引导下穿刺活组织检查术穿刺点阳性率高于系统性穿刺活组织检查术,差异有统计学意义(χ^(2)=40.34,P<0.05)。在前列腺癌患者中,Spearman相关性分析结果显示,TRTE评分与Gleason评分呈正相关(r=0.618,P<0.05)。结论TRTE结合PSI引导靶向性穿刺活组织检查术对于前列腺癌的诊断具有重要价值,能有效提高穿刺点阳性率。

拉伸变形应变硬化指数的理论和实验规范

从应力为应变和应变速率函数的状态方程出发,导出了超塑性拉伸变形的微分本构方程,从而解释了方程中应变硬化指数的力学涵义．导出了应变硬化指数的约束方程,定义了典型变形路径的应变硬化指数,导出了它们之间的相互关系．导出了典型变形路径应变硬化指数的测量公式和数值模拟的精确测量方法,以此为依据对应变硬化指数进行了实验测量,对测量方法和测量结果进行了精细分析．研究结果判明:应变硬化指数不仅不是常数,而且与应变的变化规律及变形路径有密切的联系;在一定变形路径下还与所用的测量公式有密切关系．因此,在引用应变硬化指数时,应该标明所对应的变形路径;在测量应变硬化指数时,应采用所对应变形路径的测量公式．

球形压痕法评价材料屈服强度和应变硬化指数的有限元分析

采用量纲分析法,建立了直径1 mm球形压头的无量纲函数.通过此无量纲函数和有限元计算,可推算金属材料的屈服强度和应变硬化指数.通过模拟,得到了屈服应变从0.00769到0.04范围的材料常数的拟合函数,并利用此拟合函数得到了屈服强度和应变硬化指数.通过模拟验证,此方法提高了计算精度并扩大了材料的计算范围.所获得的屈服强度平均误差是1.6%,应变硬化指数的平均误差12.6%.

岩土应变硬化指数理论及其分数阶微积分理论基础

应变硬化型岩土的三轴试验应力应变曲线能够表现出不同的弯曲程度,而应力应变曲线的弯曲程度是岩土应变硬化能力的体现,但已有的研究中还没有相应的参数来描述岩土的硬化能力。为了获得反映岩土应变硬化能力的参数,从而有助于了解岩土的塑性性能和指导土体的合理承载,根据Hollomon提出的描绘金属塑性拉伸变形的指数方程(经验公式),提出了岩土应变硬化指数理论。通过许多三轴试验,发现岩土应变硬化指数理论提出的岩土应力应变关系符合乘幂函数关系的假设能够被验证,岩土的应变硬化指数能够反映岩土的硬化能力。岩土的力学性质介于理想固体和理想流体之间,其应力应变关系既不遵守胡克定律,也不遵守牛顿黏性定律,而是遵守介于它们之间的某种关系。利用分数阶微积分理论给出了恒应变率加载情况下的土应力应变关系。关系式显示应力应变之间也呈乘幂函数关系,说明岩土分数阶应力应变关系能够为岩土应变硬化指数理论提供理论基础。

拉伸应变硬化指数的解析测定及力学分析

基于Hollomon公式σ=kεn所定义的有关应变硬化指数 (n值 )力学本质 ,本文提出了求解金属材料均匀变形阶段n值的新的测试手段 ,包括差分平均法 (DAM)与解析拟合法 (APM)。以国标线性回归法所得结果为参考基准 ,DAM与APM在规定应变范围 (以 10 %～ 2 0 %为例 )内所测出的n值具有极高的准确度和可靠性。借助解析拟合法单点n值测定技术和高分辨率的Zwick材料拉伸试验机 ,本文详细论述了载荷极值点上应变硬化指数与均匀延伸率的相关特性 ,并从实验上证实了关联公式n =ln (1+Agt)。此外 ,本文也探讨了差分法具有数据处理方便、计算结果可靠的特点 ,以及能够在拉伸试验过程中动态实时地显示n值随应变量变化的半定量关系曲线。

Ti_(2)AlNb合金应变速率敏感指数和应变硬化指数与变形参数和晶粒尺寸关系研究

以Ti_(2)AlNb合金板材为研究对象,基于变形温度为1 273~1 423 K、应变速率为0.001~10 s^(-1)范围内的等温恒应变速率热压缩实验,深入分析了变形参数和微观组织对应变速率敏感指数m和应变硬化指数n的影响。结果表明:Ti_(2)AlNb合金的流动应力随变形温度的升高和应变速率的降低而减小;Ti_(2)AlNb合金等温压缩过程中的峰值m为0.61,出现在1 323 K/0.001 s^(-1);当变形温度为1 273~1 323 K时,m随应变速率的增大而减小,当变形温度为1 373~1 423 K时,m随应变速率的增大而增大;当应变速率为0.001 s^(-1)时,n随应变的增大呈现先减小后增大的趋势,而当应变速率为0.01~10 s^(-1)时,n却呈现先增大后减小的变化趋势;Ti_(2)AlNb合金应变硬化指数n值和应变速率敏感指数m值均随着晶粒尺寸的增大而减小;Ti_(2)AlNb合金板材较优的加工区间为1 273~1 323 K/0.001~0.01 s^(-1)以及1 373~1 423 K/0.1~1 s^(-1)。这对通过工艺优化组织,进而改进Ti_(2)AlNb合金板材的性能具有重要的理论意义和工程价值。

TA15应变速率敏感指数对变形温度、应变和应变速率的响应规律

通过TA15多组试样的热物理模拟压缩试验获得了温度1073～1323 K、应变速率0.01～10 s-1下的真应力-真应变数据,以此作为计算应变速率敏感指数(m值)的底层材料模型。以一组拟合图和3-D曲面揭示了应力、温度、应变速率和应变量共同作用诱导多种变形机制变化及同时存在将引起应变速率敏感系数m值的剧烈响应。通过m值的正负判断了变形稳定区与失稳区,为建立TA15合金高温变形时的加工图并合理制定锻造工艺,为有效控制及提高构件性能和质量提供了依据。

拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量

鉴于建立超塑性变形定量力学解析理论的重要性，从分析Backofen超塑性拉伸的本构方程出发，讨论了方程中的材料参数k和应变速率敏感性指数m的力学涵义。提出了恒应变ε、恒速度v和定载荷F三种典型变形路径条件下应变速率敏感性指数的规范测量公式。对每种变形路径又提出应变速率敏感性指数的传统测量方法和计算机模拟精确测量方法，并作了精度对比分析。给出了典型超塑Zn-5%A1合金在常态(18℃)和超塑状态(340℃)时三种变形路径下应变速率敏感性指数mε、mv和mF的实测结果。由于三者之间不但存在大的偏差，而且随ε的变化规律也各异。这就从试验上判明，即使在相同的应力状态下，应变速率敏感性指数也与变形路径密切相关。由此便向力学理论提出新的问题，要求从理论上解答偏差和变化规律不同的原因，进而揭示其力学本质。

拉伸应变硬化指数的测试及方法比较

针对ISO 10275:2007及GB/T 5028—2008中对于材料在拉伸时呈现锯齿屈服效应曲线如何计算拉伸应变硬化指数n值的问题,就未呈现锯齿屈服效应的曲线和呈现锯齿屈服效应的曲线,采用国际线性回归法计算n_(ine),并用ZwicK试验机采用回归法测试n_(test)以及用差分平均法测试n_(single),同时对三种测试方法进行比较。结果表明:对于不呈现锯齿屈服效应的曲线,可以同时采用上述三种方法;而对于呈现锯齿屈服效应的曲线,不能采用差分平均法测试n_(single),只能采用国际线性回归法计算n_(line),以及采用ZwicK试验机用回归法测试n_(test)。且对于呈现锯齿屈服效应的曲线测试n_(line)和n_(test),回归区间不宜太小。

汽车车身用6016铝合金薄板应变硬化指数研究

采用单向拉伸试验研究了自然时效态及低温人工时效态6016铝合金薄板的基本成形性参数,以此为基础,定义并计算了连续应变硬化指数nc和瞬时应变硬化指数ns。结果发现6016铝合金薄板的连续应变硬化指数先增大后趋于稳定,nc与应变ε符合Sweibull2函数关系,瞬时应变硬化指数先增大后降低,ns与应变ε符合Explinear函数关系。

IF钢应变硬化指数n值的优化研究

分析了IF钢应变硬化指数n值的影响因素,探讨了影响IF钢n值的主要工艺因素。对应变硬化指数进行了优化。结果表明,降低碳含量(0.0020%→0.0013%)和钛含量(0.07%→0.06%)、提高轧后冷却速度、提高退火温度(820→840℃)和降低平整伸长率(0.8%→0.6%),可以明显提高IF钢的n值。

应变硬化指数(n值)公式的探讨

按GB/T 5028-1999标准规定的应变硬化指数(n值)方法进行测试和计算,则其中数据的分析和计算非常繁琐且容易出错。通过大量的试验证明,采用两点法分析既方便又准确,与用五点法分析相比两者相对误差在0.5%以内,极大地提高了工作效率。

超塑性拉伸变形应变速率敏感性指数的试验测量及其精细分析

从理论上导出不同典型变形路径下用试验参数F(变形载荷 )、v(十字头速度 )和l(试样标距长度 )表达的应变速率 ( ε)敏感性指数m的一组公式 ,并由此建立了在一组恒 ε试验、恒v试验和定F试验曲线上测量定长度应变速率敏感性指数ml、恒速度应变速率敏感性指数mv 和定载荷应变速率敏感性指数mF 的统一方法。在同一组恒 ε(恒v或定F)曲线上测得ml、mv 和mF,而且测得的ml、mv 和mF 是不相同的 ,这说明超塑性变形具有较强的结构敏感性。但是在不同组的恒 ε、恒v和定F试验曲线上用相同的测量公式测得的ml、mv 或mF 的值也各不相同 ,便是应分析的问题 ,于是又对m值的结构敏感性作了精细分析。

超塑拉伸变形应变速率敏感性指数的力学解析

从拉伸变形的状态方程和力学基本理论出发，导出了塑性和超塑性拉伸变形ｍξ、ｍｖ 和ｍＦ（ｍξ、ｍｖ。和Ｆ分别为恒应变ξ、恒变形速度ｖ和恒载荷Ｆ的应变速率敏感性指数）的函数表达式，而且理论计算值与典型超塑性合金ＺｎＡ１５的试验数据吻合，这便从理论上解答了“拉伸变形应变速率敏感性指数的力学涵义及其规范测量”一文从试验上提出的问题，即：为什么ｍξ、ｍｖ和ｍＦ随应变速率ξ的变化规律互不相同，甚至出现了ｍＦ会大于１，ｍｖ会是负值的反常结果。对这些问题的理论解答便进一步揭示了ｍ值的力学本质。

两种方法测定冷轧薄板应变硬化指数、塑性应变比值和伸长率的结果比较

借助两种不同的方法 ,测定了冷轧薄板的应变硬化指数 (n)、塑性应变比 (r)值和伸长率。在GALDABINISUN1 0 0 0试验机上 ,用光学非接触引伸计在GRAPHWORK 1软件上实现冷轧薄板的n和r值及伸长率的自动测量 ;在INSTRON 1 1 86试验机上 ,用YYU5 0 5 0引伸计在LZC2软件上自动测量冷轧薄板的n值 ,手工测量r值和伸长率。将两种方法得到的试验结果进行比较 ,发现两种方法的结果非常接近。用光学非接触引伸计在GRAPHWORK 1软件上自动测量的n和r值及伸长率具有较高的可靠性和重现性。