带Thom盘的Flettner转子的CFD模拟研究

呈现了在8 800雷诺数下,三维流动掠过转动比为3.0及6.0的带盘子圆柱转子的数值模拟。为了评估大尺寸盘子对流体动力的影响,雷诺数及几何模型与Thom在1934年的试验报告保持一致。参考往年文献,模拟得出了相反的结论。

构建股骨转子间骨折股骨近端防旋髓内钉内固定失效的风险预测模型

背景:股骨转子间骨折是主要的老年脆性骨折类型,股骨近端防旋髓内钉是首选手术方案,但术后内固定失效的相关因素尚存在争议。目的:通过术前评估患者影像学资料提出一种新的股骨转子间骨折“三柱”分类法,并分析其与术后内固定失效的交互关系,利用数字技术运算开发和验证风险预测模型,便于临床医生术前甄别并干预高风险患者。方法:选择2012年6月和2022年6月佛山市中医院三水医院收治的股骨转子间骨折患者,按照术后是否出现内固定失效结局,分为内固定失效组和内固定维持组。根据患者术前X射线片将股骨近端分为“三柱”:内侧柱、外侧柱及中柱,每柱均有不同的亚组分型。分析“三柱”的形态特征与股骨近端防旋髓内钉内固定术后复位失效的关系,通过先单因素后多因素logistics回归分析,筛选出引起内固定失效的独立风险因素,根据独立风险因素利用R语言软件构建风险预测模型。采用自助法重抽样1000次,使用受试者工作特征曲线下的面积、校准曲线、临床决策曲线评价模型的区分度、校准能力及临床应用价值。通过Youden指数确定预测模型的最佳风险分界值,据此将患者分为高、低风险组,根据模型风险预测能力的准确度来评价其稳定性和外延性。结果与结论:①利用“三柱”分型系统预测骨折术后内固定失效的4个独立风险因素,分别为内侧柱(小转子及股骨距粉碎性骨折)[优势比=5.385,95%CI(1.961,14.782),P=0.001]、中间柱(烟囱型)[优势比=2.893,95%CI(1.167,7.173),P=0.022]、外侧柱(外侧壁厚度<20.5 mm)[优势比=2.804,95%CI(1.078,7.297),P=0.035]及外侧柱(外侧壁骨折)[优势比=4.278,95%CI(1.670,10.959),P=0.012];②构建的风险预测模型表现出良好的区分度和准确度[受试者工作特征曲线下面积=0.852,95%CI(0.837,0.922)],校准曲线显示模型预测风险和实际发生风险有较好的一致性;③临床决策曲线提示风险阈值概率在0.2-0.82范围内时,模型具有较好的临床适用性;风险概率为28%是模型风险分层的最佳阈值,模型在不同风险组别患者的预测性能较好;④此次研究通过“三柱”分型系统构建预测模型计算股骨转子间骨折患者术后内固定失效的风险概率,此方法准确、简便,易于临床应用,可作为一种数字化工具指导临床个性化治疗。

不同内固定系统治疗股骨转子间骨折的力学稳定性

背景:股骨转子间骨折的骨折类型和固定方式多样,各固定系统间的力学稳定性相差较大。使用有限元分析方法对各固定系统开展生物力学研究具有科学的临床意义。目的:通过有限元方法对比分析多种内固定应用于股骨A031-A2.1型转子间骨折的力学稳定性。方法:在已验证有效性的股骨有限元模型基础上,对模型进行必要的切割,造模成股骨A031-A2.1型转子间骨折,模拟临床手术方法置入不同的内固定系统,分别建立股骨近端防旋髓内钉、动力髋螺钉、经皮加压钢板和股骨近端锁定钢板固定模型。约束4组模型股骨远端下所有节点,在股骨头上施加700,1400和2100N的压缩载荷,通过计算分析,观察各组模型的等效应力分布和压缩刚度,比较各组模型之间的力学稳定性。结果与结论:①通过计算分析,对比各组模型的变形量计算压缩刚度后,在各级载荷作用下,各组模型上压缩刚度呈现的趋势:生理组>股骨近端防旋髓内钉组>股骨近端锁定钢板组>经皮加压钢板组>动力髋螺钉组;完整的生理组模型的压缩刚度明显高于所有的手术组模型;②观察应力指标,因存在应力遮挡效应,致使各固定组的应力峰值均高于生理组,最大峰值均集中分布于各内固定上;其中股骨近端防旋髓内钉固定组应力峰值最小,动力髋螺钉固定组应力最高,应力分布趋势呈现:生理组<股骨近端防旋髓内钉固定组<经皮加压钢板固定组<股骨近端锁定钢板固定组<动力髋螺钉固定组;③分布于骨质模型的应力,因内固定置入位置不同呈现不同的分布结果;④提示对于股骨转子间骨折,各种内固定均能起到有效的固定,结合有限元分析结果得出股骨近端防旋髓内钉组是较好的一种内固定选择,呈现变形量小、应力峰值低,应力分布均匀的特性;经皮加压钢板组和股骨近端锁定钢板组的力学效果优良,固定效果接近股骨近端防旋髓内钉固定;动力髋螺钉固定效果欠佳,同比于其他内固定,其力学稳定性较差。

股骨转子间骨折内固定失效后的全髋关节置换:隐性失血的模型预测

背景:股骨转子间骨折在老年人和骨质疏松患者中尤为多见,治疗常需内固定手术来稳定骨折并促愈合。但内固定手术偶可失效,引发骨折不愈合、畸形愈合或再骨折等严重问题。目的:探讨股骨转子间骨折内固定后失效行人工全髋关节置换的效果及术后隐性失血的影响因素。方法:收集2019年5月至2022年9月于阳泉市第一人民医院治疗且随访资料完整的股骨转子间骨折内固定失效患者86例,采用人工全髋关节置换治疗,记录患者相关临床指标,对患者手术前后的Harris评分、疼痛目测类比评分以及SF-36评分进行对比分析。对全髋关节置换后隐性失血的影响因素进行单变量和多变量Logistic回归分析,建立Logistic回归模型和神经网络模型预测隐性失血,通过绘制受试者工作特征曲线对比2种模型的预测效能和准确性。结果与结论:(1)86例股骨转子间骨折患者在内固定失效后,均通过人工全髋关节置换手术成功治疗;(2)与术前相比,患者在术后3,6,12个月的Harris评分、目测类比评分、SF-36评分及患髋主动活动幅度均显著改善(P<0.05);(3)高隐性失血组的年龄、高血压比例、糖尿病比例、骨质疏松比例、手术时间、总失血量、术中失血量、术后引流量及血红蛋白下降量均高于低隐性失血组(P <0.05);低隐性失血组的骨水泥型假体构成比、前方入路构成比及2-3级髋关节间隙高于高隐性失血组(P <0.05);两组在性别比例、体质量指数、慢性支气管炎比例、侧别比例、麻醉方式及髋臼杯直径方面差异无显著性意义(P> 0.05);(4)通过多因素Logistic回归分析,年龄、糖尿病、骨质疏松、假体类型、手术入路、髋关节间隙、总出血量、术中出血量、术后引流量及血红蛋白下降量是全髋关节置换后高隐性失血的危险因素(P <0.05);(5)将影响因素纳入到Logistic回归模型和神经网络模型预测隐性失血,绘制2个模型受试者工作特征曲线的曲线下面积分别为0.882和0.923,灵敏度分别为0.879和0.886,特异度分别为0.854和0.908,约登指数分别为0.733和0.794,准确性分别为0.867和0.897;2个模型的曲线下面积、约登指数和准确性均为神经网络模型更高;(6)提示全髋关节置换在治疗股骨转子间骨折内固定术后失效方面具有显著的临床效果,髋关节活动度恢复较好;年龄、糖尿病、骨质疏松、假体类型、手术入路、髋关节间隙、总出血量、术中出血量、术后引流量及血红蛋白下降量是人工全髋关节置换后高隐性失血风险的重要因素,基于危险因素构建的Logistic回归模型和神经网络模型对隐性失血的预测结果相差不大,神经网络模型更优。

电动汽车用新型模块化聚磁转子永磁电机设计及其对比分析

将轮辐型内置式转子和Halbach永磁阵列结合,并取消转子铁心加强筋,减小漏磁达到高聚磁同时兼顾凸极比,实现高转矩/功率密度和宽调速范围。在保证永磁体用量相同的情况下,建立新型高凸极比聚磁转子和V型转子两种电机模型,针对两者的分段转子拓扑,开展电磁性能对比分析,包括气隙磁密、凸极比、功率以及弱磁扩速能力等。同时,考虑到无转子铁心加强筋会导致转子分段存在结构强度问题,仿真验证新型高凸极比聚磁转子结构在最高转速6000 r/min时给予碳纤维护套保护下转子结构强度的可靠性;分析温度限制下新型高凸极比转子电机的功率输出。另外,对比两种不同电机结构的振动噪声情况。最后,研制一台16极/72槽新型高凸极比转子永磁电机样机,实验验证有限元分析结果的准确性。进一步说明了新型高凸极比转子永磁电机在转矩/功率密度和宽调速运行等方面的性能优势。

小转子重建人工股骨头置换治疗高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折

背景:人工股骨头置换是治疗高龄不稳定性股骨转子间骨折的有效方法,但是对于Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折,人工股骨头置换术中同期行小转子重建与否对治疗效果的影响未见报道。目的:分析小转子重建对高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折患者长柄人工股骨头置换治疗效果的影响。方法:回顾性分析西安交通大学第二附属医院骨关节外科2017年6月至2021年5月因Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折行双极长柄人工股骨头置换的45例高龄患者的病历资料,根据术中小转子是否重建(复位并固定)分为2组,小转子重建组25例,小转子非重建组20例。比较两组患者的手术时间、出血量、下床时间、住院时间、术后3,6个月的Harris评分以及随访期内的并发症发生情况。结果与结论:①小转子重建组需要的手术时间(99.72±13.41)min较非重建组(88.90±16.53)min更长(t=2.369,P=0.023),二者在出血量、下床时间和住院时间方面差异无显著性意义(P>0.05);②术后3个月时,重建组的Harris评分(69.06±5.64)分高于非重建组(63.35±5.93)分(t=2.982,P=0.005);术后6个月时,重建组的Harris评分(86.67±4.49)分也高于非重建组(82.34±5.68)分(t=2.782,P=0.009);③此外重建组和非重建组在随访期内的并发症发生率未见显著差异(χ2=0.008,P=0.927);④提示对于高龄Evans-Ⅲ型股骨转子间骨折患者,在人工股骨头置换过程中行小转子重建虽然延长了手术时间,但是明显改善了患者术后早期的髋关节功能,初步说明小转子重建在高龄Evans-Ⅲ型转子间骨折人工股骨头置换过程中的重要性。

不同髓内固定方式治疗股骨转子间骨折的临床观察

目的:探讨股骨近端防旋髓内钉(proximal femoral nail antirotation,PFNA)、InterTan髓内钉和股骨近端仿生型髓内钉(proximal femoral bionic intramedullary nail,PFBN)治疗股骨转子间骨折的临床疗效。方法:回顾性分析2020年1月至2021年1月收治的120例接受闭合复位髓内钉内固定术股骨转子间骨折患者的临床资料,根据内固定方式分为3组。PFBN组25例,女16例,男9例,年龄69~79(73.67±5.16)岁;PFNA组55例,女38例,男17例,年龄68~80(74.23±5.57)岁;InterTan组40例,女26例,男14例,年龄68~79(73.45±5.34)岁。比较3组手术时间、术中出血量、切口长度、术后住院时间、负重时间及骨折愈合时间和并发症发生情况,分别于术前和术后1、6、12个月采用髋关节功能Harris评分进行临床疗效评价。结果:3组患者顺利完成手术,术后均随访12个月以上。3组住院时间、手术时间、术中出血量、切口长度比较,差异无统计学意义(P>0.05)。PFBN组、InterTan组负重时间[(7.98±1.34)d、(8.22±0.46)d],早于PFNA组(10.27±0.66)d(P<0.01);PFBN组、InterTan组骨折愈合时间[(10.14±2.33)周、(11.87±2.48)周],优于PFNA组(13.68±2.36)周(P<0.01)。术后1个月,PFBN组、InterTan组Harris评分[(70.52±5.34)分、(69.81±6.17)分],高于PFNA组(51.46±5.36)分(P<0.01),PFBN组和InterTan组比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3组术前及术后6、12个月Harris评分比较,差异无统计学意义(P>0.05)。InterTan组、PFNA组并发症发生率低于PFNA组(P<0.05)。结论:PFBN和InterTan髓内钉治疗股骨转子间骨折较传统PFNA具有骨折愈合更快、负重时间更早且术后并发症更少的优势,但3种术式均可达到较高的有效率且远期效果无明显差异。

双并列转子永磁直驱电机转子不平衡力分析与优化

双并列转子永磁直驱电机受轴间距限制,设计时会切掉部分定子铁心和绕组,造成转子电磁力不平衡。为最大限度地抑制转子所受的不平衡电磁力,该文从双并列转子结构出发,分析了电机绕组电感参数不对称的原因,提出通过合理设计线圈跨距和分布平衡三相电感。在此基础上,构建转子所受总电磁力的数学模型,理论分析各个分力的来源及影响因素,研究各个分力对转子所受总电磁力的影响,提出了优化占空角、优化耦合间距、采用定子端部不对称结构、采用转子偏心结构和切除部分单元电机五种优化方法,实现对转子所受电磁力的优化,探讨了不同方法的优化效果,以及其对转矩脉动的影响,总结了不同优化方法的优缺点。

双并列转子永磁同步电机转矩脉动产生机理及抑制

双并列转子永磁同步电机由于部分定子铁心和绕组的缺失,存在较大的转矩脉动,限制了其在并行对驱类机械装备中的应用。该文对双并列转子永磁电机转矩脉动产生机理进行分析,并提出了相应的抑制方法。对比了N-N型、N-S型两种转子结构,阐明了N-S型转子结构的优越性。在此基础上,开展了转矩脉动产生机理研究,按照影响因素不同,逐次分析了齿槽效应、端部效应、永磁齿轮效应以及绕组参数不对称对电机转矩脉动的作用机理,构建了各个转矩分量的解析表达式。通过有限元模型,验证了理论分析的正确性。针对产生转矩脉动的不同分量,提出了相应的抑制方法,其中抑制空载转矩可以通过优化电机的结构参数来实现,抑制纹波转矩可以通过优化绕组位置分布来实现。搭建样机实验平台,验证了分析模型的准确性。

双盘转子—电磁轴承系统的碰摩振动特性

转子系统的非线性振动是工程实际中的复杂问题,尤其转子系统碰摩振动的强非线性动力学特性,诱发倍周期分岔、hopf分岔及混沌等复杂现象。建立一类考虑碰摩故障的主动电磁轴承支撑双盘转子系统的力学模型,基于非线性动力学和转子动力学理论,采用多目标协同、多参数耦合仿真分析,运用变步长4阶Runge-Kutta法数值计算,通过获得的转子系统周期分岔图、碰摩分岔图、轴心轨迹图、Poincaré映射图、最大碰摩力及碰摩占空比曲线图,揭示了转子系统的非线性动态响应。同时研究复杂转子系统的碰摩振动特性与结构参数的关联关系。计算结果表明,系统的间隙阈值越小且转速越低条件下的周期碰摩振动越具复杂性和多样性,且系统因碰摩故障引发的最大碰摩力及碰摩占空比曲线峰值也较高。系统的定子刚度比越大,其表现出的各类周期碰摩振动的振动幅值和冲击速度越高;最大碰摩力越大。系统的偏心比值越大,系统的周期碰摩振动模式类型越多样化且混沌窗口越多;系统的各类周期碰摩振动产生的最大碰摩力和碰摩占空比也越高。同时,进一步分析了基本周期振动、亚谐振动、概周期振动和混沌的发生区域及转迁规律。研究结果可以有效地为该类转子系统动态匹配设计、大数据诊断与协同优化提供实际指导意义。

老年股骨转子间骨折患者BMI与PFNA型号选择的相关性研究

目的探讨应用股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗老年股骨转子间骨折患者的BMI与PFNA型号之间的相关性。方法回顾性分析2016年12月—2020年7月济宁医学院附属医院创伤骨科行手术治疗的老年股骨转子间骨折患者207例。根据笔者医院海泰V3.0电子病历系统软件采集的患者身高、体重信息,计算得出BMI数值,按照BMI的中国参考标准进行分组:正常及体重不足组为A组[包括体重不足(BMI<18.5 kg/m^(2))和正常(18.5≤BMI<24 kg/m^(2))]135例,男57例,女78例;超重及肥胖组为B组[包括超重(24≤BMI<28 kg/m^(2))和肥胖(BMI≥28kg/m^(2))]72例,男15例,女57例;分析每组患者手术时间、住院时间、术中出血及选择的PFNA型号。结果本组患者经门诊或电话随访1年,均健在,且未发生内固定物松动、骨折不愈合等并发症。A组患者的平均年龄(80.0±8.2)岁大于B组(79.7±8.9)岁,术中出血量(128.4±113.5)mL多于B组(120.1±84.8)mL,螺旋刀片长度(92.0±7.3)mm长于B组(89.0±32.0)mm,主钉直径(11.0±0.83)mm大于B组(10.7±0.9)mm;其中主钉直径差异有统计学意义(P<0.05)。A组平均住院时间(13.8±5.2)d、手术时间(66.5±31.4)mim均短于B组住院时间(15.7±9.6)d、手术时间(75.7±22.0)min,A组主钉长度(184.7±25.3)mm短于B组(189.7±38.4)mm,其中手术时间比较差异有统计学意义(P<0.05)。结论老年股骨转子间骨折患者的BMI与PFNA型号之间存在一定的相关性,BMI值在正常及体重不足患者应用主钉的直径显著大于超重及肥胖患者,且手术时间明显短于超重及肥胖患者。

宽转子极无轴承开关磁阻电机径向力模型全周期拓展

针对单绕组宽转子极无轴承开关磁阻电机在定转子极非完全交叠区间的径向悬浮力模型空白、已有定转子极完全交叠区间径向悬浮力模型推导过程复杂且计算量大的不足,首先通过磁场有限元分析,分别确定了该电机在定转子非完全交叠区间和完全交叠区间的电磁场几何分布,计算了气隙磁密,再根据麦克斯韦应力法分别推导了这2个区间的径向力表达式,从而建立该电机在一个完整周期范围内的径向力数学模型,并通过与三维有限元计算结果的对比验证该模型的准确性。相比于利用等效磁路图推导径向力模型而言,该建模过程更简便,计算量也更小。全周期径向力模型的建立,不仅能为电机本体和控制器设计提供理论参考,还有助于提高该电机控制策略设计的灵活性,也可以提高与传统单绕组无轴承电机控制器的通用性。

轴径向静态偏心故障下外转子永磁发电机电磁转矩特性分析

对外转子永磁发电机轴径向静态偏心故障下的电磁转矩特性进行了理论解析、仿真计算和实验验证。首先,在考虑齿槽效应影响条件下,引入磁导修正系数ε(θ),推导出轴径向静态偏心前后气隙磁密表达式,并考虑绕组分布情况,构建一种新型的永磁发电机轴径向静态偏心故障下相电流数学模型,在此基础上得到轴径向偏心下电磁转矩解析表达式。其次,通过有限元仿真计算得到外转子永磁发电机轴径向静态偏心下的电磁转矩波动特性。最后,在一台外转子永磁发电机上通过故障模拟实验实例印证了解析分析和仿真计算结果。结果表明:相较于正常情况,径向偏心时,电磁转矩以直流、二倍频、四倍频成分为主,随着偏心程度的加剧,电磁转矩的直流、二倍频、四倍频成分幅值将随着增大;轴向偏心时,电磁转矩谐波成分不变,随着偏心程度的加剧,各谐波成分幅值将随着减小。对外转子永磁发电机气隙偏心故障分析的一个重要补充,对此类问题的现场检测和鉴定具有参考价值。

深度调峰对汽轮机转子寿命损耗的影响及运行优化研究

电力市场对汽轮机组深度调峰和灵活性运行的要求不断提高。本文对某660 MW汽轮机高压转子在深度调峰工况下的瞬态温度场、应力和寿命损耗进行了计算,对比分析了改变负荷变化率、温度变化率、最低调峰负荷、主蒸汽温度降低幅度等措施对转子峰值应力的影响。基于上述分析结果,在保证转子安全性的前提下,提出了适应深度调峰和灵活性机组的优化运行方案。

延长氨甲环酸使用时间有助于减少老年股骨转子间骨折围术期隐性失血

背景:股骨转子间骨折好发于老年人,手术后会出现大量的隐性失血,减少隐性失血可以降低并发症和住院时间。目的:评估延长氨甲环酸的使用时间对股骨近端防旋髓内钉治疗转子间骨折围术期隐性失血的影响。方法:选择2022年1月至2023年5月自贡市第四人民医院经急诊收治入院的老年股骨转子间骨折患者共62例,均在牵引床上闭合牵引复位后置入股骨近端防旋髓内钉治疗。根据氨甲环酸的使用时间分为2组,对照组38例在切开皮肤前15-30 min给予氨甲环酸1 g静脉滴注,3 h后追加1 g;试验组24例在对照组的基础上,术后第1天再追加氨甲环酸1 g静脉滴注每12 h一次。术前、术后当天、术后第1,3,5天均复查血常规,统计血红蛋白量和红细胞压积,理论总失血量采用Gross方程计算,同时记录两组患者并发症发生情况。结果与结论:①通过统计学分析,两组患者术中显性出血量相差较小,差异无显著性意义(P>0.05);②试验组围术期血红蛋白下降量、总失血量、隐性失血量低于对照组,差异有显著性意义(P<0.05);③试验组术后第3天的血红蛋白值、术后第1,3天的红细胞压积值高于对照组,差异有显著性意义(P<0.05);④两组术后血红蛋白和血小板计数呈下降趋势,第3天的血红蛋白值为最低值,术后第1天的血小板值为最低值,然后开始回升;⑤两组患者术后并发症发生率相比差异无显著性意义(P>0.05);⑥结果表明,术后延迟氨甲环酸的使用时间,可能有助于减少股骨近端防旋髓内钉治疗股骨转子间骨折的隐性失血量,并不会增加并发症风险。

大气隙外笼型转子磁力耦合器设计及性能研究

采用Halbach单侧聚磁特性,设计出了一种大气隙外笼型转子磁力耦合器(Long Air Gap External-cage Rotor Magnetic Coupler,LAEMC),并分析了其运行特性、调速特性及散热特性,推导出LAEMC电磁转矩解析表达式,据此分析了结构参数对电磁转矩的影响,得出了不同磁化比的Halbach结构对LAEMC电磁转矩的影响规律;根据LAEMC的运行特性,分析了其在离心式负载、恒功率负载及恒转矩负载的调速特性,表明其仅适合离心式负载调速并具有良好的节能效果;在离心式负载转差率为33%处的最大功率损耗点对LAEMC进行热仿真计算,得到永磁体工作温度约为60℃,而通过气隙与之相隔的笼条温度约为360℃,两者温度差达300℃以上,表明所提出的大气隙外笼型转子磁力耦合器———LAEMC在离心式负载上既具有良好的运行特性也具有良好的隔热效果。

倾斜偏心对同步发电机转子力学特性的影响

气隙偏心是一种常见的发电机机械故障。已有研究主要关注正常和轴向气隙均匀偏心对转子受载和振动特性的影响,较少关注轴向气隙非均匀偏心,即转子倾斜偏心。作为补充,全面分析转子倾斜偏心状态下故障程度差异对同步发电机转子力学特性的影响。其中,转子力学特性包括转子不平衡磁拉力激励特性和振动特性。以一台5kVA的两极故障模拟发电机为研究对象,分别进行理论分析、有限元仿真计算和实验验证。结果表明:正常情况下转子不平衡磁拉力为零,转子振动频率以常规基频和定子传递的各偶次谐波为主。在转子发生倾斜偏心故障后,转子不平衡磁拉力/振动以二次谐波为主。随着偏心程度增加,转子不平衡磁拉力/振动的二次谐波幅值将增大。此外,转子不平衡磁拉力沿轴向非均匀分布,在气隙越小的位置不平衡磁拉力越大。

考虑激励幅值慢变的卷绕头转子系统动力学建模

卷绕头转子系统结构之间的耦合振动和时频变激励使振动问题十分复杂,为了更准确地研究其动力学特性,根据转子动力学理论,使用有限元方法建立了考虑多盘质量慢变的卷绕头非线性转子系统整机动力学模型,运用Newmark-β数值积分方法对其动力学特性求解,得到仅存在初始不平衡量以及卷装不良带来的激励频率、幅值慢变下的非线性动力学行为。通过分析轴心轨迹、时域波形和幅频特性曲线等结果,发现卷绕头转子系统对因卷装不良引起的激励幅值慢变较为敏感,出现新的频率成分。进一步对比分析了不同节点处的振动频谱,其结果可为卷绕头转子系统动力学设计和故障识别提供一定理论支持。

1.1 MW高速内置式永磁同步电机新型转子拓扑设计与强度优化

大功率高速永磁电机中通常采用绑扎碳纤维护套的方式来降低转子应力,然而护套厚度过大会导致等效气隙增加,电机性能随之降低。针对这一问题,设计了一种具有新型转子拓扑结构的1.1 MW、18 000 r/min的内置式高速永磁同步电机。该结构采用永磁体分段设计,并增设加强筋,分担转子隔磁桥处的应力,使护套厚度得到有效降低。同时,将转子外部隔磁桥处替换为非导磁填充块,阻断漏磁路径,提升永磁体利用率。最后,有限元分析结果表明,相较于初始模型,新型结构电机在等效气隙增大1.5 mm的情况下,输出转矩达到600.44 N·m,增加了16.86 N·m,并且新型转子铁心最大应力降低了496.82 MPa,转子结构的机械强度得到显著提高,可为大功率高速永磁电机转子拓扑设计提供参考。

半髋关节置换术与股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的比较

目的探讨半髋关节置换术(HHA)与股骨近端防旋髓内钉(PFNA)治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的治疗效果。方法回顾性分析2020年9月—2022年6月唐山市第二医院老年骨科收治的老年A3.3型股骨转子间骨折患者84例。男性43例,女性41例;年龄68~89岁,平均73.4岁;道路交通伤63例,高处坠落伤4例,机器挤压伤9例,重物压砸伤8例。根据手术方式不同分为HHA组和PFNA组,各42例。HHA组行侧卧位改良Watson-Jones入路,置入水泥型半髋关节假体;PFNA组按照PFNA手术标准流程进行。比较两组患者相关指标,建立HHA治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的多准则决策模型,并对两组患者效益值、风险值及决策模型的稳定性进行评价。结果PFNA组手术时长、术中出血量以及术后当天引流量分别为(78.30±12.14)min、(113.14±15.13)mL、(31.25±8.97)mL,与HHA组[(112.39±13.95)min、(285.21±18.19)mL、(98.25±9.03)mL]比较明显减少(P<0.05);但HHA组下床活动时间、骨愈合时间以及住院时间[(12.32±3.48)d、(16.14±2.16)周、(9.61±2.53)d]与PFNA组[(41.26±9.73)d、(17.26±2.38)周、(15.36±2.64)d]比较明显改善;两组患者治疗后Harris髋关节评分量表和卡氏功能状态(Karnofsky,KPS)评分均显著提升且HHA组[(78.97±4.95)分、(82.77±1.52)分]高于PFNA组[(64.35±4.12)分、(74.93±1.28)分,P<0.05];HHA组术后并发症发生率28.57%(12/42)显著低于PFNA组64.29%(27/42),P<0.05;效益指标中对患者病情影响最大的是骨愈合时间和Harris评分,风险指标影响较大是切口感染和下肢静脉栓塞两种并发症;HHA治疗老年A3.3型股骨转子间骨折的效益值、风险值、总效益-风险值均为72,而PFNA组分别为64、51、57,HHA组以100%的概率高于PFNA组,多准则决策模型的稳定性较好。结论对于老年A3.3型股骨转子间骨折患者的治疗,相比于PFNA治疗,HHA可显著降低多种并发症的发生概率,改善手术中的相关指标以及患者术后的生活质量,而PFNA手术时间更短、术中出血量更少。两种方式可以根据患者的实际情况更好地应用于临床。