基于质点—弹簧体模型与改进欧拉算法的力反馈

基于SensAble公司的PHANTOM力反馈设备,以肝脏组织为对象,对虚拟手术仿真中软组织的形变和触觉反馈进行研究。考虑虚拟手术仿真对精度和实时性的要求,采用基于四面体的质点—弹簧体模型构建肝脏组织物理模型,较好地反映了肝脏形变的体特征,增加了模拟的真实感;传统的模型中通常采用线弹性弹簧,但考虑到软组织形变时的黏弹特性,采用弹簧和阻尼器并联的Kelvin黏弹性力学模型模拟肝脏组织的生物力学特征,力图提高形变仿真的准确性。由于光滑的触觉反馈对实时性有更高要求,为进一步提高计算效率,提出一种改进的欧拉算法,仿真结果表明,帧速大于1000HZ,满足虚拟手术实时性需要。

恒力弹簧支吊架壳体强度分析与优化设计

建立恒力弹簧支吊架壳体仿真模型,计算恒力弹簧支吊架壳体在不同工况下应力情况。从改变刀型凸轮安装方式、减小钢板厚度、拓扑优化恒力弹簧支吊架壳体支撑脚三方面对壳体进行优化改进,并对轻量化处理后的壳体进行疲劳损伤验证。最终优化了壳体结构,提高了恒力弹簧作用过程中的稳定性、准确性。

弹簧质量体PID控制教学实验台设计

开发了一套基于PID控制算法的实验教学平台,由直流电机、弹簧、质量块、PLC和触摸屏组成。经实践教学,学生基于该平台能完成对PID控制算法设计,有助于学生将理论与实践知识相结合,提高了学生的学习积极性和实践动手能力。

弹簧韧带复合体损伤治疗进展

弹簧韧带复合体(SLC)是维系足内侧纵弓,尤其是距周稳定的重要结构。SLC解剖结构复杂,各韧带及相邻软组织之间结构功能联系密切,临床上SLC损伤漏诊和误诊率较高。目前SLC损伤诊断主要依靠临床检查、超声检查和MRI检查。SLC损伤治疗方法主要根据损伤分级来选择,Ⅰ级损伤可保守治疗,Ⅱ级和Ⅲ级损伤宜采取手术治疗。近年来国内外报道了很多SLC损伤手术方法,包括修复术、重建术及关节镜技术,每种方法都有其特点和适用情况。该文就SLC损伤治疗进展作一综述。

机器基础隔振分析和弹簧选择

讨论了机器激振频率与支承系统频率的比值对机器基础弹性支承系统隔振效率的影响，并提出了频率比的取值范围和具体工程选择最佳频率比要考虑的条件。对常用的螺旋钢弹簧、橡胶弹簧的各种性能进行了比较，以便根据隔振结构上的需要来选择。介绍了隔振基础弹簧体的布置，同时对不同布置方式进行了比较。结合工程实例进一步说明机器基础弹性支承系统的实用性、可靠性、设计的主要方面和施工临时措施等。

一种用于软组织变形仿真的动态质点弹簧模型

针对可以用面模型近似表示的软组织,提出一种简单可靠的软组织变形仿真的质点弹簧建模方法。虚拟体弹簧动态地产生一种约束力表现软体的体特征,准静态方法求解模型使仿真效果更好;用修改的蝶形细分方法把比较粗糙的表面网格模型先细分成若干细节层次,仿真时依质点所受力的大小动态细分,以提高模型仿真的精确度。实验表明:所提出的方法确实增强了软组织变形仿真的体积感;局部动态细分模型与粗网格模型的计算量相差甚少,但其计算精度却提高多倍。

一种半离散的非线性图像增强方法

提出了一种半离散的非线性扩散方法。借助SIDEs不连续右端的基本思想,将整个框架在弹簧体模型下进行考虑,给出了一些好的性质,并对该扩散方法提出了两种数值求解方案:显式方案和可加算子分裂(AOS)的迭代格式。在显式方案中,通过一个特殊的矩阵分解能大大减少滤波过程的运算量;在AOS方案中,对时间步长没有限制,从而可以选择较大的时间步长,提高了运算效率。实验表明,该扩散进程既有很好的平滑效果,又能增强图像边缘,且运算时间较短。

真实软组织特性的肝脏组织物理建模及受力分析优化

为解决人软组织系统物理建模过程中存在的精确性与实时性之间的矛盾,选择典型的人体软组织——肝脏为实验对象,建立了一套满足实时性的复杂软组织物理建模方法.首先在基于表面模型的质点-弹簧系统基础上引入了体弹簧,采用能够满足体行为模拟的质点-弹簧模型;在质点质量分配方面,采用体离散化的方法完成了质点质量的确定,同时提出了基于层次包围盒的重心修正方法;在弹簧参数设定方面,通过真实软组织生物力学实验和参数分析,提出分段线性化弹簧参数设定方法;最后提出了作用力影响范围的受力优化分析方法,以提升变形仿真的速度.实验结果表明,该方法能够更好地模拟软组织的形变,并提高模拟仿真的实时性.

含裂纹弯管的J估算方法的研究

介绍了一种解决含裂纹弯管问题的新方法。采用线弹簧壳体模型进行有限元计算求解含裂纹弯管的J积分 ,而后仿照EPRI方法的思路 ,给出了J估算式及其相关系数F1和h1。避免了EPRI方法在确定h1值时的缺点 ,提高了弹塑性转换区的J积分的准确性 ,所以无须对J积分的弹性部分于进行塑性修正。对于含周向裂纹情况 ,采用两种M0 的计算方法 (EPRI方法和净截面法NSC)所得到的h1值相比较发现 ,EPRI公式得到了较好的h1函数分布。其意义在于引入了线弹簧壳体模型 ,可以采用本文的有限元分析方法和J估算思路 ,补充更多的数据 。

弯管外拱壁内表面周向裂纹的J估算方法的研究

介绍了一种估算含裂纹弯管J积分的新方法:采用线弹簧壳体模型进行有限元计算求解弯管外拱壁内表面周向裂纹的J积分,而后仿照EPRI方法,给出了J估算式及其相关系数F_1和h_1;并对该J估算方法进行了分析与评价。

足内侧弹簧韧带复合体的临床研究进展

弹簧韧带复合体（跟舟韧带）是足弓的重要静态稳定结构之一，它与跖长韧带。跖短韧带及跖腱膜共同维持足弓的高度，尤其是在维持足内侧纵弓上发挥着重要的作用。弹簧韧带复合体从跟骨发出，止于舟骨，形成一个”吊床”样的结构包绕着距舟关节，该韧带过度拉伸或断裂，就会导致距骨头下陷、内移，最终会产生严重的平足畸形，

安全阀校验不可一劳永逸

2004年8月6日10时许，某化肥厂CO2压缩机四段超压，压力指标为8．4MPa，而压力表指示到13．5MPa时，安全阀仍未起跳。幸好操作工巡检时发现，及时停车处理，才避免了一起事故。

3.0T MRI评估弹簧韧带内上束损伤

目的探讨弹簧韧带复合体内上束(smCNL)损伤的MRI表现。方法回顾性分析2015年2月至2017年2月行踝关节MRI检查的31例确诊为成人获得性扁平足(AAFD)的患者及20名正常受检者的影像学资料,分析两组受检者smCNL的MRI表现,并测量其近侧端和远侧端厚度。采用独立样本t检验比较两组间smCNL的近侧端、远侧端厚度。结果正常组MRI表现为smCNL呈T1WI等信号、T2WI-质子密度加权成像(PDWI)脂肪抑制序列低信号,结构清晰,内见疏松丝状结构,韧带紧贴距骨头表面,近端上方可见正常胫骨后肌腱,近侧端厚度(3.11±0.61)mm、远侧端厚度(0.91±0.20)mm。扁平足组MRI表现为smCNL结构不清,明显弥漫性增厚、边缘模糊、信号增高,近侧端厚度(4.09±1.36)mm、远侧端厚度(2.08±1.07)mm。两组受检者的smCNL近侧端、远侧端厚度差异均有统计学意义(t值分别为-3.03、-4.86,P均<0.05)。结论MRI诊断smCNL损伤确切,smCNL近侧端及远侧端厚度可为AAFD患者提供一定的诊断依据。