不同内植物固定耻骨上下支骨折生物力学特征的比较

背景:经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板广泛应用于单侧耻骨支骨折中,但存在误穿髋关节和损伤骨盆内侧滋养动脉等缺点。一种新型逆行耻骨上支髓内钉治疗骨盆前环骨折拥有透射次数少和手术时间短等优点,但目前缺乏上述3种内植物生物力学特征的验证。目的:通过有限元分析方法,比较在不同工况下经皮逆向空心螺钉、微创经皮钢板和逆行耻骨上支髓内钉治疗耻骨上下支骨折的生物力学差异。方法:收集1名志愿者的骨盆CT数据,将数据导入mimics 20、Geomagic Wrap 2021、Soildworks 2019中,建成3种内固定治疗单侧耻骨支骨折的几何模型,分别为空心螺钉组、钢板组、髓内钉组。分别将上述模型导入Ansys 2022软件设置垂直工况、开书样工况、剪切工况进行前处理和计算,比较分析内植物的力学稳定性。结果与结论:①在垂直工况下,空心螺钉治疗单侧耻骨骨折的生物力学稳定性较钢板和髓内钉更为优秀,其内植物应力峰值最小,其余两组对比空心螺钉组峰值增加4倍以上;②在开书样工况下,钢板治疗单侧耻骨骨折有更好的生物力学稳定性,钢板组降低耻骨上支断端应力有较好表现,其他两组的应力较钢板组增加5倍以上;③在剪切工况下,髓内钉治疗单侧耻骨骨折表现出良好的生物力学稳定性,其维持骨盆位移效果最佳,其他两组骨盆位移比髓内钉组增加了25%以上;④提示不同内植物在生物力学上存在差异性:逆行经皮空心螺钉在垂直工况下内植物应力峰值最小,微创经皮钢板在开书样工况下减小耻骨上支断端应力最优,逆行耻骨上支髓内钉在剪切工况下骨盆位移最小,可以将内植物生物力学差异性与患者临床实际情况相结合,选择最优内植物治疗方式。

单板焊接空心球节点受拉承载性能研究

单板焊接空心球节点常用做弦支穹顶上部结构连接拉杆或拉索的节点,单板主要承受拉力并传递至焊接空心球,为了满足工程设计的要求,需对其受拉承载性能进行研究.通过试验,研究了不同参数的单板焊接空心球节点轴拉状态下的受力性能和破坏机理,建立有限元模型并进行验证,该模型能较好地反映单板焊接空心球节点轴拉性能,通过有限元模型参数化分析揭示了节点尺寸、加劲肋、单板尺寸等参数对其力学性能的影响规律,并提出单板焊接空心球轴拉承载力计算公式.研究结果表明:单板焊接空心球在轴拉作用下为应力集中导致的剪切强度破坏,破坏发生在单板端部与空心球连接处,表现为焊接空心球被撕裂;有限元应力云图得出破坏时沿着单板平面内拉力方向的剪应力起主要作用;单板焊接空心球节点的受拉承载力随单板宽度及空心球壁厚的增大而明显增大,空心球直径的增大会使承载力略有降低,单板的厚度增加使节点承载力略有提高,单板的高度对节点承载力的影响较小,空心球内设置加劲肋能使承载力提高至少20%;基于参数化提出的单板焊接空心球节点的受拉承载力计算公式能简便地计算出单板焊接空心球节点的承载力,相对误差在±15%以内,满足工程设计误差要求.研究工作可为今后外接单板的焊接空心球节点分析设计提供参考.

平面KK型矩形钢管节点静力试验研究

依托某主题广场月牙形艺廊单层网壳钢屋架结构,选取其最不利受力节点,设计了中心插板节点和毂节点两种KK型矩形钢管节点,分别对其足尺模型进行静载试验,测试分析模型节点区域的应变及应力分布规律,对比分析支管端部的位移变化。结果表明:1)设计荷载水平下,两个节点均满足受力要求;毂节点和中心插板节点的最大试验荷载约为等效设计荷载的2.85倍和3.25倍,节点安全储备较高;2)在最大试验荷载作用下,两个节点支管根部与中心构件相贯焊缝附近部分均不同程度地屈服,毂节点圆筒内加劲肋焊缝局部出现开裂;3)相同荷载作用下,中心插板节点相应位置应力应变水平相对较低,故中心插板节点的承载强度较高;4)由试验荷载-位移曲线分析得出毂节点的各肢平均位移比中心插板节点约大13.3%,表明中心插板节点弹性刚度较大。

增材制造中空风冷板工艺设计与试验

为了验证增材制造技术对复杂中空风冷板的可行性,对中空风冷板模型增材制造工艺性、增材制造打印成型工艺性和粉末选择进行了分析对比。文中优选成熟AlSi10Mg铝合金打印参数完成中空风冷板的成型,并对随炉打印的试样力学性能和表面处理防护性能进行了试验验证。试验结果表明,增材中空风冷板性能可以满足产品设计使用要求。

斜交板梁桥同步顶升施工铰缝受力性能试验研究

空心板梁作为常见桥梁之一,在顶升施工过程受到顶升差异影响,导致铰缝受力差异明显,也会影响到后期桥梁使用性能。借助一座实桥的顶升施工开展试验测试。通过设置不同顶升偏差,研究顶升施工对铰缝受力性能影响。详细介绍了顶升方案、试验方案,结合梁体转角、纵向和横向位移,以及铰缝应变,分析了顶升过程中结构变形情况、铰缝的受力性能。对于相同尺寸的空心板梁桥,同步顶升误差在±2 mm时,可以保证铰缝受力安全。成果可为桥梁顶升施工质量控制和铰缝的设计提供依据。

氢化膜对钛表面电镀镀层结合的影响

通过扫描电子显微镜(scanning electron microscope,SEM)、X射线衍射仪(X-ray diffractometer,XRD)、能谱仪(energy dispersive spectrometer,EDS)研究了氢化膜对钛表面电镀镀层结合的影响。试验结果表明:钛经过HCl和H_(2)SO_(4)混合溶液的氢化处理,一方面可以实现钛基体上电镀镍铜,提高镀层结合强度,镀层结合强度最大值为9.6 MPa;但另一方面氢化形成蜂窝状多孔的氢化膜会限制镀层结合强度。多孔氢化膜会导致电镀产生中空多孔的镀层,也会使氢化产生的杂质残留在孔内无法排出;再者,多孔氢化膜的强度不高,这些因素都会影响镀层和基体的结合,在一定程度上限制了镀层结合强度的提高。

双耳板焊接空心球节点轴拉力学性能研究

目的探究双耳板焊接空心球节点的受拉力学特性,揭示破坏机理并探讨影响其承载力的主要因素。方法针对8个双耳板焊接空心球节点进行轴心受拉极限承载力试验,并采用ABAQUS有限元分析软件对节点进行参数化数值分析,重点讨论节点几何尺寸对其承载力的影响。结果在轴向拉力作用下,双耳板焊接空心球节点破坏形式分为空心球开裂破坏,耳板与空心球连接处焊缝失效,且个别试件出现球面局部起皮;空心球与耳板连接端部处应力集中明显,随着荷载增大,在空心球与耳板连接处沿径向逐步进入屈服阶段。结论节点轴拉极限承载力,与空心球直径、耳板宽度与球外径比、耳板厚度与球壁厚度比呈正相关,与空心球径厚比呈负相关,且上述影响因素中空心球壁厚与耳板厚度比对承载力影响相对较小。

支座底板直连接型焊接空心半球节点受力性能试验研究及分析

为研究支座底板直连接型焊接空心半球节点在受拉压状态下的力学性能,设计制作了8个试件。通过试验和有限元分析方法,获得了节点的破坏模式、荷载-位移曲线和荷载-应变曲线。结果表明,受压工况下试件的破坏模式为半球先屈服支管后屈服、支管屈服和半球表面屈服,受拉工况下为半球先屈服后支管与半球相交处半球表面产生裂纹。节点承载力随半球直径、半球壁厚、支管直径及受力工况的不同而改变,受支管壁厚影响较小。在受力过程中,支管分别承受拉压力的节点试件在支管与半球相交区域的测点最先进入屈服状态,其余加载工况下试件最不利位置均为半球顶部。基于对218个有限元模型在受压和受拉工况下的参数化分析,非线性拟合提出了节点极限承载力计算公式,并考虑了加劲肋对节点承载力的影响,给出承载力提高系数。

采用拉缝板连接的现浇框架填充墙抗震性能试验研究

为研究拉缝板连接的现浇PVC管空心填充墙对结构抗震性能的影响。试验设计了6榀足尺单层单跨混凝土框架试件,其中:2榀空框架,2榀无拉缝板刚性连接的PVC管空心填充墙框架和2榀有拉缝板柔性连接的PVC管空心填充墙框架,通过对各试件进行低周反复荷载试验,研究了拉缝板连接的现浇填充墙框架的破坏特征、滞回曲线、骨架曲线、耗能比和刚度退化等抗震性能指标。同时对拉缝板进行抗压承载力试验和材料拉伸试验。结果表明:加入PVC空心填充墙能提升框架的初始刚度和承载力;有PVC结构拉缝板的试件组的抗震性能介于空框架与无PVC结构拉缝板的试件组之间,加入PVC结构拉缝板能一定程度提高框架的耗能能力,减缓整体框架刚度退化。

空心螺钉内固定联合锁定钢板对踝关节骨折患者愈合情况和踝关节功能的影响

目的探讨空心螺钉内固定联合锁定钢板对踝关节骨折患者愈合情况和踝关节功能的影响。方法选取2021年1月—2023年1月在中国人民解放军联勤保障部队第九〇一医院接受治疗的84例踝关节骨折患者。采用随机数字表法将患者分为对照组和观察组,各42例。对照组患者切开复位后采用普通钢板和克氏钉固定,观察组患者采用锁定钢板与空心螺钉固定。记录两组患者术后下床时间、术后住院时间和骨折愈合时间,比较两组患者术前和术后3个月的血清白细胞介素-6(IL-6)、IL-8、C反应蛋白(CRP)水平,比较术前和术后2年的踝关节活动度(背伸、跖屈、内翻、外翻)和影像学检测指标[胫骨远端前侧关节面角(TAS)、距骨倾斜角(TT)、胫骨踝穴角(TC)、胫骨侧位关节面角(TLS)],采用美国足踝外科协会(AOFAS)评分评估术后2年的踝关节功能。记录术后3个月内的并发症情况(切口感染、血肿、愈合畸形)。结果观察组患者术后下床时间、术后住院时间和骨折愈合时间、术后3个月的(IL-6)、IL-8、CRP水平差值均低于对照组(P<0.05),术后2年的关节活动度好于对照组(P<0.05),术后2年的TAS、TC、TLS、AOFAS评分差值均高于对照组(P<0.05),TT差值和并发症总发生率均低于对照组(P<0.05)。结论空心螺钉内固定与锁定钢板结合治疗可以缩短术后愈合时间,提高术后踝关节功能。

装配式压型钢-空心混凝土组合板抗弯承载力数值模拟

提出一种新型装配式压型钢-空心混凝土组合板,利用ABAQUS软件建立不同设计参数的有限元模型,对比不同结构形式的组合板抗弯承载力,分析组合板厚度、压型钢厚度、空心半径对抗弯承载力的影响规律。研究表明,组合板使用压型钢的抗弯承载力比使用压型钢板提升了15.4%;相同厚度下,装配式压型钢-空心混凝土组合板的抗弯承载力比普通压型钢板-实心混凝土组合板提升了14.7%,组合板质量降低了20.5%;组合板厚度从120 mm增加到160 mm,极限承载力提高了46.2%;压型钢厚度从0.6 mm增加到1.0 mm,极限承载力提高了54.7%;混凝土空心半径对抗弯承载力的影响较小,随着空心半径的增加,抗弯承载力降低。

观察经皮空心螺钉及钢板内固定在踝关节骨折治疗中的效果及对踝关节功能的影响

目的观察经皮空心螺钉及钢板内固定在踝关节骨折治疗中的效果及对踝关节功能的影响。方法选取昆山市第四人民医院2018年1月—2022年12月收治的60例踝关节骨折患者为研究对象,并按照不同的手术治疗方法分为对照组和研究组,每组30例。其中,对照组采用切开复位钢板内固定术,研究组采用经皮空心螺钉+钢板内固定治疗。对比两组临床指标、安全性、关节功能。结果研究组术中出血量、手术时间均短于对照组,术后下床行走时间、住院时间和骨折愈合时间均短于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。研究组术后并发症发生率低于对照组,组间差异有统计学意义(P<0.05)。术后3个月时,研究组踝关节Kofoed评分可见优势,各方面评分相较于对照组均有统计学意义(P<0.05)。结论经皮空心螺钉及钢板内固定治疗踝关节骨折疗效显著,可提高手术效率并促进术后康复进程,可减轻患者疼痛和手术损伤,有助于踝关节功能、活动度的全面恢复。

基于银包覆中空纳米SiO_(2)微球的隔热涂层织物制备及性能研究

为提高锦纶织物的保暖隔热性能,采用3-巯丙基甲基二甲氧基硅烷(MPMDMS)对中空纳米SiO_(2)微球进行表面改性,通过辅助化学镀银工艺制备银包覆中空纳米SiO_(2)微球,将其与聚丙烯酸酯乳液混合后涂敷在锦纶织物表面,制备隔热涂层织物。采用扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、傅里叶红外光谱仪等表征手段,探讨MPMDMS对中空纳米SiO_(2)微球的表面改性机理,分析MPMDMS质量分数对微球表面镀银形貌的影响;通过FTIR红外光谱仪及红外热成像仪测试了涂层织物的热红外反射性能和隔热性能。结果表明:MPMDMS改性效果明显优于多巴胺(DA),经MPMDMS改性后的中空纳米SiO_(2)微球表面,Ag生长更加均匀且覆盖率高;银包覆中空纳米SiO_(2)微球单分散性良好并保持了较低的导热系数(0.06925 W/(m·K));涂层织物热红外反射率(6~14μm)较锦纶织物提高了30%,将涂层织物置于37℃热板上10 min后,涂层织物表面温度为30.6℃,比锦纶织物低5.1℃;涂层织物透湿性和抗菌性能良好。该研究可为提升锦纶织物的隔热性能提供一定的技术参考。

层合板和蜂窝夹心结构复合材料敲击特性研究

制备了层合板结构和蜂窝夹心结构两种不同结构的复合材料损伤试块,基于有限元理论对这两种典型复合材料损伤结构的振动特性进行了分析,发现损伤尺寸对碳纤维蜂窝材料固有频率的影响显著优于碳纤维层合板的固有频率。采用啄木鸟智能检测仪对两种不同结构的复合材料损伤试块进行了敲击试验,试验结果表明,蜂窝夹心结构损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为50.5%,而层合板损伤试块的敲击检测脉宽损伤差异率为31.5%,敲击检测对碳纤维蜂窝复合材料的损伤检测灵敏度显著大于层合板结构复合材料。

双耳板焊接空心球节点轴拉承载力研究

为揭示双耳板焊接空心球节点受拉破坏机理,并建立其受拉承载力计算公式。针对8个双耳板焊接空心球节点进行轴心受拉极限承载力试验,并采用ABAQUS有限元分析软件对节点进行参数化数值分析,讨论节点几何尺寸对其承载力的影响。研究结果表明,在轴向拉力作用下,双耳板焊接空心球节点破坏形式为空心球开裂破坏,耳板与空心球连接处焊缝失效,且个别试件出现球面局部起皮。提出了适用于球外径在160~500mm的双耳板焊接空心球节点的受拉承载力计算参考公式,研究成果可为类似工程设计提供参考。

桥梁薄壁空心墩横隔板施工技术应用研究

横隔板的设置对于空心薄壁高墩墩身的稳定起着至关重要的作用,本研究通过对喀斯特地貌区域桐木河特大桥矩形薄壁空心墩横隔板的施工难点、施工工艺、方法等方面进行了分析研究,优化传统横隔板施工工艺,并对变截面薄壁空心墩高墩横隔板的施工方法、质量控制措施、安全保证措施进行了总结,为今后高墩横隔板施工技术提供借鉴。

带袢钢板及空心螺钉固定术对下尺桡关节脱位早期患者的治疗效果对比

目的:分析带袢钢板、空心螺钉固定对下尺桡关节脱位早期患者的治疗效果。方法:回顾性分析2018年5月到2021年5月收治的96例下尺桡关节脱位早期患者,根据不同术式将其分成两组,对照组采用空心螺钉固定术,观察组采用带袢钢板固定术,各48例。评价术后疗效,对比术前、术后2 m的Cooney腕关节评分、术后2 m的患肢与健侧腕关节主动活动度及术后并发症。结果:观察组治疗优良率高于对照组,但比较无显著差异(P>0.05);观察组Cooney腕关节评分、患侧屈伸活动度与旋前旋后活动度均高于对照组(P<0.05);观察组Gartland-Werley腕关节功能评分低于对照组(P<0.05);两组患者均未出现脱位复发、切口感染等并发症。结论:予以下尺桡关节脱位早期患者带袢钢板固定术可获得显著疗效,恢复腕关节功能,提高腕关节屈伸活动度和旋前旋后活动度。

空心板桥梁加固技术应用及理论分析

本文简述了空心板桥梁的常见病害和现有的维修加固技术,对空心板桥梁的病害成因进行了详细的分析,并从加固原理和技术特点两方面对常用加固方法进行了对比,论证了预应力碳纤维板作为太高预制空心板梁的极限受弯承载力和抗弯刚度加固方案的有效性,相应提出了加固参数制定的理论分析过程,并基于两次假定进行了应力和挠度验算,确保了方案的适用性和可靠性。

日光温室中空板水循环集放热系统设计与集热性能试验

针对现有日光温室内置式水循环集放热装置存在的集热能力不足的问题,设计了中空板水循环太阳能集放热系统,通过理论分析,结合日光温室热环境模拟预测软件,验证系统可行性。理论计算表明,在室内地面面积400 m2聚苯板墙体日光温室内,系统集热总量可达350 MJ,可供日光温室2~3 d的夜间放热加温。通过现场试验测试系统的集热性能,试验结果表明:系统集热效率最大可达0.93;晴天条件下的系统日蓄热温升约比阴天条件下高1倍;在太阳辐射较弱时,中空板与室内空气的对流换热对集热效率影响显著;在3.3~5.9 m3/h的流量范围内,系统集热量随着水流量增大而增加。中空板系统作为装配式集热系统,建造成本低、简单实用,不占用室内栽培面积,适用于旧温室改造。

装配式混凝土空心板梁桥单板受力问题的数值解析

借助空间有限元分析软件ABAQUS,分析了装配式空心板梁桥铰缝开裂对桥梁跨中截面荷载横向分布的影响,分析了单侧铰缝开裂、双侧铰缝同时开裂的情况,通过数据回归分析得到了跨中截面荷载横向分布系数随铰缝开裂长度变化的规律,采用等效面积法得到了出现单板受力现象的铰缝开裂临界长度值,分析得出了以下结论:对于单侧铰缝开裂情况,建议临界铰缝长度定为1.0L;对于双侧铰缝开裂情况,建议临界铰缝开裂长度约为0.67L。该研究成果为养护检查中定量化判定"单板受力"问题提供了技术依据,同时也为装配式混凝土空心板梁桥横向整体性加固试验研究提供了理论参考。