非对称型假体设计及全膝关节置换后的力学分析

背景:全膝关节置换是治疗膝关节晚期病症的有效手段,但假体衬垫容易因内部应力变化而产生磨损失效,寿命有限且术后患者的活动能力降低。如何对假体进行改进设计来满足患者更多的需求是假体研究的重要方向。目的:基于半月板的形态设计一种非对称型假体,并与对称设计的后稳定型假体进行比较,分析2种假体的应力分布情况和衬垫的接触面积变化,以探究非对称型假体设计是否存在优势。方法:通过有限元方法对1例膝骨关节炎患者进行模拟截骨和假体装配,建立基于非对称型假体及对称设计的后稳定型假体的全膝关节置换术后膝关节模型。在0°,10°,20°,30°的屈膝条件下,探究股骨假体、胫骨假体以及衬垫上的Mises应力,并通过对比衬垫内外侧的接触面积,分析全膝关节置换后膝关节生物力学变化和运动行为的改变。结果与结论:(1)在0°-30°的屈膝过程中,2种假体衬垫上的Mises应力峰值均表现出先减小后增大的趋势,且内侧始终大于外侧。(2)非对称型设计的假体与后稳定型假体相比,应力峰值更低;在屈膝30°时,非对称型假体衬垫内外侧的Mises应力峰值分别为15.81 MPa和11.95 MPa,后稳定型衬垫为16.70 MPa和13.76 MPa,两者内侧差值约为5.33%,而外侧则相差13.15%;对比股骨假体和胫骨假体上的Mises应力峰值,非对称型假体在屈膝过程中始终低于后稳定型假体。(3)在0°站立位时,后稳定型假体衬垫的内侧接触面积为17.96 mm^(2)、外侧为34.10 mm^(2);而非对称型假体衬垫的内外侧接触面积分别为105.47 mm^(2)和107.80 mm^(2),具有更大的接触面积且两侧差距更小。(4)结果表明,非对称型假体的生物力学表现更好,且能够对维持膝关节稳定性、提升关节活动度有所帮助。这种设计能够在一定程度上还原膝关节以内侧髁为轴进行外旋的运动机制,是一种更为有效的膝关节假体选择方案。

退变性脊柱侧凸主弯区的退变程度分析

背景:退变性脊柱侧凸的发病机制不清,主弯区非对称退变可能与侧凸发生、发展紧密相关,充分认识主弯区的退变有助于为临床治疗策略提供更多参考。目的:探讨退变性脊柱侧凸主弯区退变程度与脊柱骨盆参数之间的关系,了解其发病机制。方法:收集西南医科大学附属医院脊柱外科2018年7月至2023年11月就诊的退变性脊柱侧凸患者的病历及影像学资料。比较顶椎上、下关节突关节凹侧、凸侧关节炎的差异;分析脊柱侧凸严重程度、脊柱骨盆参数、关节突关节炎等参数之间的相关性;探究脊柱侧凸严重程度、脊柱骨盆参数、关节突关节炎等参数之间的影响作用。结果与结论:①在顶椎关节突关节中,凹侧比凸侧关节突关节炎严重,差异有显著性意义(P<0.001);在顶椎同侧(凹侧或凸侧)上关节突关节炎比下关节突关节炎严重,差异有显著性意义(P<0.001);②骨盆入射角随着腰椎前凸角减小而减小(rs=0.509,P<0.001);顶椎侧方骨赘差值随着腰椎前凸角减小而增加(rs=-0.285,P=0.033);关节突关节不对称角随着骨盆入射角减小而增加(rs=-0.379,P=0.004);③L5倾斜角、椎间盘角度是主弯Cobb角增大的危险因素(B=1.012,P<0.001;B=0.620,P=0.016);骨盆入射角是主弯Cobb角增大的保护因素(B=-0.264,P=0.003);④提示退变性脊柱侧凸顶椎区域凹侧退变程度重于凸侧;顶椎关节突关节不对称角及关节突关节炎严重程度与脊柱侧凸严重程度无明显相关性;腰椎前凸角和骨盆入射角在维持脊柱正常序列中发挥关键作用,且骨盆入射角是主弯Cobb角增大的保护因素;L5倾斜角和椎间盘角度是主弯Cobb角增大的危险因素。

基于非对称乘积Copula函数的城市雨洪遭遇风险分析

针对沿江城市暴雨与外江洪水诱发的内涝问题,对城市雨洪遭遇特性开展研究。以广东省肇庆市端州区为例,利用长系列实测降水量和西江流量数据,分别采用对称和非对称乘积Copula函数构建雨洪联合分布,采用赤池信息准则和图形评价法选择最优Copula函数进行雨洪遭遇风险分析。结果表明:非对称乘积Frank CopulaⅡ函数拟合效果最优;以暴雨为主的组合中,端州区发生较大量级暴雨时,西江发生洪水的条件风险概率相对较高;以洪水为主的组合中,不同洪水重现期雨洪联合风险概率均略大于相应西江洪水出现频率。

带非对称摩擦连接的RCS梁柱节点抗震性能与构造参数研究

基于非对称摩擦连接(AFC)的耗能特点,提出了一种新型的钢筋混凝土柱-钢梁(RCS)梁柱节点,对3组采用AFC连接的RCS梁柱节点进行往复加载试验,考虑了螺栓预紧力、摩擦垫片材料等构造因素对节点抗震性能的影响.结果表明:3组带摩擦连接RCS试件均为梁铰机制破坏,满足“强节点,弱构件”的抗震设计要求;3组试件的滞回曲线具有明显的双平台耗能,滞回曲线饱满稳定,有利于实现两阶抗震设防目标;耐磨钢材料与黄铜材料的两组试件的承载力相近,滞回曲线特征相似,都具有良好的耗能能力;随着螺栓预紧力的增加,试件获得的承载力、刚度也随之大,耗能能力得到了提升,在实际应用中,可通过合理控制预紧力来满足预期所需的滑移荷载与耗能能力.

非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点抗震性能数值模拟

为有效防止梁柱节点处发生脆性破坏并提高节点抗震性能,提出一种非对称加强与狗骨式削弱型钢框架节点。以边柱节点为例,利用ABAQUS有限元软件对非对称加强与狗骨式削弱型节点、非对称加强型节点、狗骨式削弱型节点和普通型节点共4个节点模型进行抗震性能对比分析,研究了节点的破坏形态、滞回曲线、骨架曲线、延性、耗能能力和刚度退化等方面的区别。研究表明:非对称加强与狗骨式削弱型节点能够有效实现塑性铰外移,防止节点发生脆性破坏,同时不仅能够提高节点的耗能能力和延性,还可以保持较好的承载能力。

特厚煤层回采巷道底鼓力学特性及控制研究

针对特厚煤层回采巷道底鼓难以治理的难题,以陕西陕煤曹家滩矿业有限公司(以下简称“曹家滩煤矿”)122110回采巷道作为研究背景,通过现场观测得到特厚煤层回采巷道围岩变形特征,采用理论分析的方法研究区段煤柱上覆关键层破断结构及巷道底鼓机理,通过数值模拟的方法得到底鼓控制措施。研究表明,巷道两侧非对称集中应力导致底板产生非对称底鼓,特厚煤层回采覆岩破断形成不同的承载结构。基于关键层破断特征构建了特厚煤层“下位台阶上位铰接”结构力学计算模型,得到区段煤柱上方载荷计算式;根据滑移线理论建立了巷道非对称底鼓的力学模型,得到了底板破坏深度及位置计算式。由理论计算和数值模拟,得出切槽卸压的底鼓治理措施并计算了切槽参数。通过在曹家滩煤矿现场试验表明,采用3 m×0.5 m(深×宽)切槽方案后,底板平均底鼓量为128.4 mm,较未切槽前减小了81.8%,能够满足综放工作面正常回采需求,可为类似地质工况条件提供参考。

软土地铁隧道纵向不均匀沉降导致的管片接头环缝开裂研究

地铁通车运行后,会因多种原因产生盾构隧道纵向不均匀沉降,诸如列车振动、渗漏、土体不均匀性等。隧道纵向过大,不均匀沉降会严重影响地铁的运行安全。基于某地铁隧道的纵向沉降实测数据,分析了纵向沉降对隧道结构安全性的影响。首先用抛物线分段模拟了隧道的纵向变形,得出了隧道纵向变形曲率;然后以等效轴向刚度模型为基础,建立了隧道纵向变形曲率与隧道管片接头环缝张开量之间的关系。通过对计算结果的分析,可较全面地了解整个隧道的纵向沉降以及隧道管片环缝张开量的现状,从而为软土隧道的运营阶段维护、改善结构和防水设计、施工方法等提供依据。

偏突颌患者颞下颌关节盘冠状向位置的MRI评估

目的研究偏突颌畸形患者双侧颞下颌关节盘-髁突位置在冠状位磁共振图像(magnetic resonance imaging,MRI)上的差异,并分析其关节盘移位程度与偏斜严重程度的相关性。方法对54例骨性Ⅲ类错患者进行标准化临床影像学检查得到闭口斜冠状位MRI,通过计算机软件测量分析其冠状位关节盘内外侧移位情况,应用wilcoxon秩和检验分析各组间颞下颌关节盘-髁位置在冠状位磁共振图像上的差异。结果40例偏突颌畸形患者中,偏斜侧7侧(17.5%)关节盘外侧移位,16侧(40.0%)内侧移位;而40侧偏斜对侧关节盘中,27侧(67.5%)关节盘内侧移位,仅2侧(5.0%)关节盘向外侧移位。14例(28侧)无偏斜骨性Ⅲ类患者中,18侧(64.3%)存在关节盘内侧移位,未发现外侧移位的关节盘。本研究证实了偏斜侧关节盘内外侧位置与偏斜对侧及无偏斜组存在显著性差异(P<0.05),中等到重度偏突颌患者偏斜侧关节盘位置与轻度及无偏斜者之间的差异具有统计学意义(P<0.05)。结论在冠状位磁共振图像中显示,中等到重度偏突颌患者偏斜侧关节盘倾向于向外侧移位,偏斜对侧关节盘倾向于向内侧移位。

不对称万向节叉冷挤压成形有限元模拟和模具设计

基于DEFORM-3D软件对不对称万向节叉冷挤压成形过程进行有限元仿真,分析成形过程中行程载荷曲线、金属流动、温度场和等效应力分布,预测了模具设计中可能出现的问题。根据有限元分析结果指导设计了一套不对称万向节叉的模具,有效缩短了模具设计周期,降低了模具设计成本。

FRP/钢T形连接结构优化设计及拉伸初始损伤特性研究

为了对FRP/钢T形嵌入式连接结构进行优化设计,本文在文献[1-2]研究的基础上,首次提出了两种新式T形嵌入式燕尾槽连接结构设计方案:内嵌式、外伸式。文章首先设计、制作两种不对称接头,并开展拉伸弯曲承载特性试验研究,分析不对称接头初始损伤特性、裂纹扩展规律及失效机理。然后,为了深入探讨两式连接接头在拉伸弯曲载荷作用下的初始损伤特性,文章基于大型有限元计算软件Abaqus对不对称接头开展仿真计算与分析,计算结果与试验吻合性较好;在此基础上,分别对两种连接方案开展仿真计算,并分析其初始损伤特性。研究结果表明:虽然外伸式T形方案连接刚度更高,但内嵌式方案初始破坏强度更高,水密性能更好。

成本信息不对称下季节性商品双渠道供应链协调

针对季节性商品双渠道供应链中零售商谎报销售成本的现象,研究季节性商品两级双渠道供应链的契约协调问题。考虑季节性商品短生命周期的特点,基于报童模型建立集中决策与分散决策下零售和直销双渠道供应链利润模型,求解对比分散决策和集中决策下季节性商品双渠道供应链的利润。为了优化分散决策下季节性商品双渠道供应链的性能,构建批发价和回购联合契约协调零售商谎报销售成本信息不对称的供应链。研究结果表明:在联合契约下制造商和零售商的利润均是增加的,验证了模型和联合契约协调的有效性。

偏颌畸形及其正颌手术对颞下颌关节的影响

偏颌畸形（facial asymmetric deformity）是颌骨畸形中比较常见的类型，包括先天性及发育性偏颌畸形，可分为偏侧小颌畸形及偏侧突颌畸形两类，多见于下颌骨，表现为面部左右不对称，上下中切牙的中线不一致，颏部及下颌中线偏向一侧，可有反（牙合）或锁（牙合）。

15°-35°N、105°-130°E海域台风极值风速分析

采用非对称台风风场模型，对1961～2007年进入（15°～35°N，105°～130°E）的每个热带气旋（TC）风场进行计算，得到0．5°×0．5°网格上的TC风速。使用近岸自动气象站实测资料对计算结果进行对比分析，结果表明计算风速与实测风速较吻合，计算风速基本合理。采用Poisson—Gumbel联合概率分布模型，计算每个网格TC影响下不同重现期10m高度的极值风速；使用海上、小岛共10座测风塔14个台风影响过程的大风观测数据计算得到10—90m切变系数为0．0791，使用该关系式将各网格点TC影响下不同重现期10m高度的极值风速推算到90m高度，可作为中国近海风资源开发和其他海洋工程开发及安全运行的科学依据。

强直关节运动在局灶相关性癫痫患者双侧强直发作中的定侧意义研究

目的分析局灶相关性癫痫患者双侧肢体强直的非对称性特点及其侧向性定位诊断价值。方法选取2013年3月—2016年3月首都医科大学附属三博脑科医院癫痫中心住院并经过长程视频脑电图监测及综合评估的癫痫患者,分析其双侧肢体强直发作演变特点及时间相关性。将上肢分为远段(指/腕关节)、中段(肘关节)、近段(肩关节),依据强直关节运动的不同方向分为伸展运动和屈收运动,分别观察双侧肢体[致痫区(EZ)对侧、同侧]各节段强直关节运动—伸展和屈收,并依次记录双侧强直肢体不同节段出现的关节运动时间。结果 22例患者最终共74次双侧肢体强直发作。63次(85.1%)起始强直关节运动(ITMJ)位于EZ对侧,6次(8.1%)ITMJ位于EZ同侧,5次(6.8%)ITMJ不能判断起始侧别。59次(79.7%)ITMJ表现为伸展运动,10次(13.5%)表现为屈收运动,5次(6.8%)同时出现不同节段的伸展和屈收运动。EZ对侧肢体各节段强直发作中,中段(肘)强直关节运动时间为(14.2±13.1)s。结论局灶性癫痫双侧肢体强直发作的演变具有非对称性。首先出现关节运动的肢体常位于致痫区(EZ)对侧,具有较好的定侧意义。

非对称Archimedean Copulas函数在干旱分析中应用

在选定干旱历时、干旱烈度和烈度峰值来描述干旱事件的基础上,应用非对称Archimedean Copulas函数构建了干旱特征变量的联合分布模型。以渭河流域西安气象站的月降水序列为例,采用极大似然法估计M5、M6和M12三种非对称Archimedean Copulas函数的参数,进行了Copulas拟合优度评价。采用拟合效果最好的M12 Copula构造了西安气象站干旱变量间的联合分布,计算了相应的条件概率和条件重现期。结果表明:非对称Archimedean Copulas函数能够用来构建不同边际分布的联合分布,具有灵活方便和应用范围广等特点,是描述干旱多变量分布的一种有效途径。

截骨术在不对称踝关节关节炎治疗中的应用

目的探讨截骨术在不对称踝关节关节炎治疗中的应用效果。方法对36例不对称踝关节关节炎患者行踝关节截骨术。其中,行单纯踝上胫骨截骨术10例,上胫腓骨截骨术6例,踝上胫骨截骨合并跟骨截骨术18例,踝上胫腓骨截骨合并跟骨截骨术2例。观察术后3、6个月的胫骨前面角(TAS)、胫骨侧面角(TLS)以及术后6、12个月AOFAS评分和ADL评分。观察术后并发症情况。结果患者均获得随访,时间13～17个月。骨性愈合时间为56～81(68. 22±12. 07) d。与术前比较,术后3、6个月TAS、TLS显著增加(P <0. 05);与术后3个月比较,术后6个月TAS、TLS显著增加(P <0. 05)。与术前比较,术后6、12个月AOFAS评分显著升高(P <0. 05),ADL评分显著降低(P <0. 05);与术后6个月比较,术后12个月AOFAS评分显著升高(P <0. 05),ADL评分显著降低(P <0. 05)。切口延迟愈合2例(5. 56%),经常规伤口护理后愈合;轻度内外翻2例(5. 56%),活动受限1例(2. 78%);无螺钉松动、断裂及内固定失效等其他并发症发生。结论踝关节截骨术治疗不对称踝关节关节炎疗效显著,并发症少,能够减轻病变处关节软骨的负荷,促进踝关节功能恢复。

基于Labview和Matlab对阀控非对称缸控制系统的联合仿真

深海采矿船升沉运动模拟平台是用来模拟海浪作用下海上作业平台的升沉运动。为得到符合平台模拟实际运动中各项技术指标要求的控制算法,利用Labview界面仿真工具包SIT,针对深海采矿船升沉运动模拟平台的阀控非对称缸模糊自整定PID控制系统的实现过程,在Labview和Matlab/Simulink中进行了联合控制仿真,且建立了阀控非对称缸系统的非线性数学模型,设计了相应的模糊自整定PID控制器,把Matlab强大的控制仿真功能与Labview灵活、开放、"软件仪器"功能的特点很好结合,实现了优势互补,仿真验证了设计的控制算法的正确和可行。其可视性,方便的参数调整、输出界面效果等均为课题的设计与制造提供了便利,具有一定的实用价值。

制造商-供应商关系对成本信息披露的影响机制

在全球制造业竞争格局重塑之际,中国制造业既要抓住历史机遇奠定可持续竞争优势,又要接受疫情带来的冲击,传统的生产方式已难以满足激烈的竞争.商业模式的整合是提升制造业竞争力的方式.企业竞争力的提升离不开供应商间的合作,而供应链上成本信息披露也已成为制造业供应链上协作水平与竞争力的重要途径.因此,分析制造商-供应商关系对成本信息披露具有重要意义.将制造商-供应商关系分为联合依赖、不对称依赖和社会关系嵌入,并研究了这3种关系对成本信息披露的影响机制.结果发现:制造商-供应商关系会影响供应商成本信息披露和制造商成本信息使用;联合依赖和社会关系嵌入对供应商成本信息披露具有显著的促进作用,但不对称依赖只能增加供应商的成本信息含量,不能提高成本信息质量;不对称依赖和社会关系嵌入能够促进制造商成本信息使用程度,但联合依赖对此没有显著影响.该研究对制造商通过“关系”降低成本来提升竞争优势具有重要意义.

刚度不对称的间隙胶层单搭接接头中应力分布的研究

在考虑接头非线性和胶层弹塑性的前提下,利用有限元方法分析了连续胶层不对称接头和间隙连接不对称接头中胶层内的应力分布情况,并在此基础上对胶层结构进行优化。结果表明,当胶层中有间隙时,由于间隙位置不同而导致应力最大值和其出现的位置有所不同,这对选择接头破坏起始点有着重要的意义;优化结果表明,在载荷为3kN时,胶粘剂的最小用量为35mm3,为连续胶层的28%,胶粘剂用量显著降低,可明显增加经济效益。

双基地MIMO雷达收发角和径向速度联合估计

在双基地MIMO雷达信号模型基础上,提出一种新的目标收发角和径向速度联合估计方法。该方法首先将三参数估计问题转化为非对称联合对角化问题,然后采用最小二乘循环算法对其求解,估计收发导向矩阵和速度矩阵,最后利用谱分析算法恢复收发角和径向速度。同时采用截断高阶奇异值分解(THOSVD)对数据进行压缩处理,减小运算量。该方法充分利用匹配滤波输出的所有信息,无需二维谱峰搜索,每次循环均可得到精确的闭式解。与基于并行因子(PARAFAC)分析的方法相比,该方法可获得更高的参数估计精度,且三参数自动配对。仿真表明了方法的有效性。