有限元法在足底筋膜炎生物力學(xué)中的應(yīng)用

有限元分析法是指對(duì)復(fù)雜形態(tài)物體的應(yīng)力及應(yīng)變進(jìn)行分析,具有力學(xué)性能測(cè)試全面、客觀、可重復(fù)性的特點(diǎn)。目前,有限元分析法已被廣泛應(yīng)用于脊柱畸形、腰椎損傷以及假體植入等人體復(fù)雜結(jié)構(gòu)生物力學(xué)的研究中。本文主要介紹有限元分析法在腰椎的椎體、間盤、韌帶及肌肉組織中的應(yīng)用,結(jié)合其概念、原理、建模方法等,總結(jié)該方法在新型內(nèi)固定物力學(xué)特性研究中的優(yōu)勢(shì),探討其對(duì)不同植骨內(nèi)固定術(shù)式選擇的臨床意義。

目的探討經(jīng)皮椎體成形術(shù)(pvp術(shù))后鄰近節(jié)段椎體生物力學(xué)變化的特點(diǎn),為pvp術(shù)后再發(fā)骨折提供直觀的實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論。方法收集老年骨質(zhì)疏松性椎體壓縮骨折患者術(shù)前、術(shù)后的ct及mri影像學(xué)檢查資料,通過醫(yī)學(xué)有限元仿真軟件mimics10.01建立三維實(shí)體數(shù)字化模型,并觀察記錄模型在正常情況下前屈、后伸、側(cè)屈、軸向旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下l1椎體相鄰終板及后部結(jié)果vonmises應(yīng)力的變化特點(diǎn)。結(jié)果(1)本研究建立了幾何結(jié)構(gòu)、力學(xué)特性與正常胸腰段脊柱吻合的三維有限元模型,為生物有限元分析提供了一個(gè)較好的平臺(tái)。(2)各種活動(dòng)下,與術(shù)前相比,術(shù)后t11下終板與l1上終板vonmises應(yīng)力變化明顯偏大,且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p0.05)。結(jié)論pvp手術(shù)后t11下終板與l1上終板的vonmises應(yīng)力值在各種活動(dòng)狀態(tài)下都較術(shù)前明顯增加,其可使術(shù)后椎板發(fā)生骨折的概率增加。

目的:利用骨質(zhì)疏松腰椎三維有限元模型,評(píng)價(jià)后凸成型術(shù)(percutaneouskyphoplasty,pkp)對(duì)治療節(jié)段和相鄰非治療節(jié)段椎體生物力學(xué)影響。方法:選取青壯年男性正常人體脊柱標(biāo)本1具,范圍為l1~l2,建立l1~l2的三維脊柱功能單位(functionalspinalunit,fsu)的骨質(zhì)疏松有限元模型。模擬經(jīng)皮穿刺椎體后凸成形術(shù)(pkp)過程在l2椎體中置入骨水泥,分析軸向壓縮、前屈和后伸3種加載狀態(tài)下手術(shù)前后治療節(jié)段和相鄰非治療節(jié)段椎體應(yīng)力和應(yīng)變的變化。結(jié)果:骨水泥對(duì)鄰近椎體生物力學(xué)的影響極小,但治療節(jié)段椎體增強(qiáng)區(qū)域的應(yīng)力增加和應(yīng)力分布變化明顯。結(jié)論:三維有限元分析表明骨水泥能增強(qiáng)治療節(jié)段的總體強(qiáng)度和剛度水平,有利于椎體功能的重建。但隨后的鄰近椎體骨折可能歸因于潛在的病因?qū)W(骨質(zhì)疏松)而不是外科手術(shù)的干預(yù)。

目的采用三維有限元模型分析方法,探討腰椎間盤突出癥髓核摘除術(shù)對(duì)腰椎生物力學(xué)特性的影響。方法采用新型cad方法精確建立腰椎l4～5活動(dòng)節(jié)段有限元模型,構(gòu)建正常模型、退變模型、髓核摘除模型和疤痕長(zhǎng)入模型分別模擬正常椎間盤、退變椎間盤、髓核摘除后即刻和術(shù)后中長(zhǎng)期時(shí)的椎間盤;并比較其生物力學(xué)特征。結(jié)果(1)髓核摘除模型的剛度較退變模型減小,但較正常模型提高;(2)疤痕長(zhǎng)入模型腰椎節(jié)段剛度大幅回升并超過退變模型(;3)髓核摘除后即刻小關(guān)節(jié)突接觸力減小,而疤痕長(zhǎng)入模型則表現(xiàn)為小關(guān)節(jié)突接觸力增加。結(jié)論腰椎間盤髓核摘除術(shù)后即刻對(duì)腰椎穩(wěn)定性和后部結(jié)構(gòu)應(yīng)力影響較小,而髓核摘除中長(zhǎng)期后則可有腰椎運(yùn)動(dòng)節(jié)段變硬和關(guān)節(jié)突的應(yīng)力增加。

結(jié)合工程實(shí)例對(duì)閘墩門槽應(yīng)力分別運(yùn)用材料力學(xué)方法與有限元法進(jìn)行計(jì)算,并對(duì)兩者計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,得出有限元法在復(fù)雜結(jié)構(gòu)的應(yīng)力分析中優(yōu)于材料力學(xué)法的結(jié)論。

基于傳統(tǒng)的非力學(xué)專業(yè)有限元法教學(xué)模式存在著弊端的事實(shí),本文試圖探索一種新的非力學(xué)專業(yè)有限元法教學(xué)模式,以對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)模式進(jìn)行改革,達(dá)到提高非力學(xué)專業(yè)有限元法教學(xué)質(zhì)量的目的。

本文通過對(duì)于有限元法的發(fā)展歷史的簡(jiǎn)述，其實(shí)施過程的介紹，以及該方法廣闊的應(yīng)用范圍的介紹和以后有限元法的應(yīng)用軟件的發(fā)展前途的展望，讓大家了解在當(dāng)今這個(gè)科技飛速發(fā)展的時(shí)代，有限元法被廣泛應(yīng)用并且大受歡迎。

有限元法在圍壩滲流計(jì)算中的應(yīng)用——滲透破壞是堤防工程中普遍存在且較難處理的問題。在山東省濟(jì)南市東湖水庫圍壩防滲設(shè)計(jì)中，我們根據(jù)當(dāng)?shù)赝亮稀⒌刭|(zhì)情況擬定了壩體截滲與壩基垂直截滲結(jié)合的防滲技術(shù)。兩種防滲技術(shù)材料不同、結(jié)構(gòu)不同，怎樣計(jì)算才能反映工程實(shí)...

有限元法在如今的機(jī)械設(shè)計(jì)中都起到了很重要的作用,其設(shè)計(jì)原理十分簡(jiǎn)單易懂,而且在機(jī)械設(shè)計(jì)中有很快的工作效率。說到其工作的原理,首先早知道有限元法的概念。有限元法,就是已知在編制程序過程中,常常會(huì)運(yùn)用很多的方法來得到微分方程的解,但是有些微分方程的解很難得到,這就需要用有限元法將方程離解開得到易解的方程組的解。這時(shí)可以發(fā)現(xiàn),有限元法在機(jī)械生產(chǎn)中的重要性。因?yàn)樵跈C(jī)械制造過程中,常常會(huì)運(yùn)用很多的方法去得到應(yīng)該測(cè)量的數(shù)據(jù)。所以,此時(shí)運(yùn)用有限元法可以大大的增加機(jī)械工作效率。

有限元法結(jié)合了力學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù),是一種工程根系上強(qiáng)有力的數(shù)學(xué)計(jì)算方法,能夠應(yīng)用到多方面領(lǐng)域,例如航空航天、材料加工以及機(jī)械設(shè)計(jì)制造等方面,具有巨大的實(shí)用性,文章從有限元法的基本內(nèi)容開始介紹,并逐步介紹其平面應(yīng)用以及相關(guān)步驟,之后逐漸的進(jìn)行深入從機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)有限元案例舉例、機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)相應(yīng)的有限元分析、機(jī)械結(jié)構(gòu)固有的特性的有限元分許三個(gè)方面介紹機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析的有限元法,供讀者借鑒與學(xué)習(xí).

當(dāng)今社會(huì),機(jī)械的應(yīng)用愈發(fā)廣泛,人們對(duì)于機(jī)械的需求也在不斷加大.機(jī)械已經(jīng)漸漸的需要具有一些獨(dú)特的功能才能夠被用戶所接受,并且,機(jī)械設(shè)計(jì)的復(fù)雜形勢(shì)的我們?cè)谶M(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行更深層次的計(jì)算這也是對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)提出的新的要求.由此,有限元法也就產(chǎn)生了.不同于傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)方法.有限元法往往更加強(qiáng)調(diào)整體思想,并且大量的使用智能化的技術(shù),系統(tǒng)的進(jìn)行機(jī)械的設(shè)計(jì)和評(píng)估,在滿足既定條件的要求下,追求最佳的設(shè)計(jì)方案,從而確保產(chǎn)品能夠達(dá)到預(yù)期的效果.由于有限元法的這些優(yōu)點(diǎn),有限元法正在得到更廣泛的應(yīng)用.

應(yīng)用有限元法對(duì)空調(diào)器整機(jī)及其鈑金件、管道系統(tǒng)進(jìn)行了模態(tài)分析,并與試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,吻合情況較好,可以滿足工程需要。通過研究解決了空調(diào)器整機(jī)及其部件分析所需的約束條件。此項(xiàng)研究為今后在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中應(yīng)用有限元技術(shù)奠定了基礎(chǔ)。

目的研究腰椎終板不同位點(diǎn)的壓應(yīng)力分布規(guī)律,分析腰椎間盤退變對(duì)軟骨終板壓應(yīng)力的影響。方法選取一青壯年男性新鮮尸體的腰椎運(yùn)動(dòng)節(jié)段標(biāo)本,螺旋ct機(jī)對(duì)腰椎運(yùn)動(dòng)節(jié)段進(jìn)行連續(xù)ct掃描,利用有限元分析方法,建立l4/5運(yùn)動(dòng)節(jié)段有限元分析模型,在此基礎(chǔ)上建立椎間盤退變模型。模擬椎間盤正常狀態(tài)和椎間盤退變狀態(tài),在l4、l5椎體終板上選擇具有代表性的結(jié)點(diǎn),分別代表椎體終板正中部、左右側(cè)邊緣、后中部和前中部,對(duì)上下軟骨終板壓應(yīng)力分布進(jìn)行有限元分析。結(jié)果椎間盤退變組較正常組的終板壓應(yīng)力均顯著增大,上下終板在軸向加載、前屈、后伸、左旋和右旋加載時(shí)椎間盤退變組較正常狀態(tài)時(shí)應(yīng)力分布均顯著增大,具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(p<0.05)。結(jié)論腰椎椎間盤退變因素對(duì)終板的應(yīng)力分布有明顯影響,隨著椎間盤退變,椎間盤軟骨終板應(yīng)力顯著增大。

介紹了ansys的主要功能和在教學(xué)中的應(yīng)用,對(duì)其建模技術(shù)進(jìn)行了較為詳細(xì)的描述。并例舉基于ansys進(jìn)行結(jié)構(gòu)力學(xué)分析的應(yīng)用實(shí)例,佐證了該應(yīng)用程序在力學(xué)課程教學(xué)中的實(shí)用性和必要性。

教師必須轉(zhuǎn)變教學(xué)理念,改變過去的陳舊教學(xué)方法和手段,因此將ansys有限元數(shù)值模擬技術(shù)應(yīng)用于力學(xué)教學(xué),駕輕就熟地操控課堂,以取得更好的教學(xué)效果。

有限元法是一種為求解偏分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù),將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中,能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和改進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn),給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來卓越的優(yōu)勢(shì)和鮮活的生命力,給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力。基于此,對(duì)有限元法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,以期能夠?yàn)楦嗤泄ぷ髡咛峁﹨⒖肌?/p>

有限元法是一種為求解偏分方程邊值問題近似解的數(shù)值技術(shù),將其應(yīng)用到機(jī)械設(shè)計(jì)中,能夠?yàn)闄C(jī)械設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化和改進(jìn)作出巨大貢獻(xiàn),給機(jī)械設(shè)計(jì)帶來卓越的優(yōu)勢(shì)和鮮活的生命力,給企業(yè)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益、提升企業(yè)核心競(jìng)爭(zhēng)力?；诖?對(duì)有限元法在機(jī)械設(shè)計(jì)中的應(yīng)用進(jìn)行分析,以期能夠?yàn)楦嗤泄ぷ髡咛峁﹨⒖肌?/p>

利用空間有限元軟件以三亞紅沙大橋?yàn)閷?shí)例,按照施工階段的工況,逼真地建立了該斜拉橋的空間計(jì)算模型。采用倒拆出來的施工張拉索力為基礎(chǔ),通過正裝迭代計(jì)算不斷修正初張索力,最終得到了較理想的施工一次張拉索力,為該橋的設(shè)計(jì)和施工監(jiān)控提供了重要參數(shù)。同時(shí)提出了一種解決倒拆正裝結(jié)果不閉合問題的方法,也為該類橋梁施工一次張拉索力的求解提供了一種可用的思路。

在節(jié)理巖體中,隧洞的力學(xué)性質(zhì)主要取決于節(jié)理的性質(zhì),其最常用的數(shù)值分析方法是有限元分析方法。本文結(jié)合蓋下壩引水隧洞,考慮節(jié)理傾角、節(jié)理間距和水平測(cè)壓力系數(shù),建立有限元分析模型。計(jì)算結(jié)果表明,隧洞圍巖塑性擴(kuò)展區(qū)和變形沿節(jié)理方向大致呈對(duì)稱分布,且隧洞圍巖塑性的區(qū)范圍與古德曼(goodman)圖解法的判別基本一致。節(jié)理傾角和間距對(duì)隧洞圍巖力學(xué)特性有明顯影響,但構(gòu)造應(yīng)力才是影響隧洞圍巖穩(wěn)定性的主導(dǎo)性因素。

薄壁結(jié)構(gòu)的動(dòng)力有限元法分析——以能量變分原理為基礎(chǔ)，考慮了剪力滯后效應(yīng)、剪切變形和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的影響，通過應(yīng)用一維離散有限元法建立了薄壁箱型梁結(jié)構(gòu)在彎扭耦合作用的計(jì)算動(dòng)力模型．得到結(jié)構(gòu)的自振頻率與ansys計(jì)算模型的結(jié)果進(jìn)行了比較，兩者吻合良好．充分...

光學(xué)側(cè)窗熱環(huán)境極為嚴(yán)酷,可采用液體對(duì)流內(nèi)冷卻技術(shù)對(duì)光學(xué)側(cè)窗進(jìn)行熱防護(hù)。以有限元法對(duì)光學(xué)側(cè)窗溫度場(chǎng)進(jìn)行了分析研究,研究結(jié)果表明:該方法計(jì)算精度可靠;液體對(duì)流內(nèi)冷卻技術(shù)能有效起到降溫的作用。同時(shí)還定量的給出了冷卻液用量對(duì)結(jié)構(gòu)溫度場(chǎng)的影響,為設(shè)計(jì)的經(jīng)濟(jì)可行性提供了保障。

基于生物力學(xué)分析,研究了踏板設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)踏板操作時(shí)下肢肌肉疲勞的影響。定義了4個(gè)設(shè)計(jì)因子:座椅高度、踏板行程、踏板行程傾角和踏板高度,進(jìn)行中心復(fù)合試驗(yàn)設(shè)計(jì)。應(yīng)用生物力學(xué)軟件anybody對(duì)25組試驗(yàn)進(jìn)行了仿真分析,通過對(duì)仿真結(jié)果的回歸分析得出各設(shè)計(jì)因子的影響權(quán)重,并分析了每個(gè)因子對(duì)不同百分位人體最大肌肉活動(dòng)度的影響,給出設(shè)計(jì)因子的推薦取值范圍。該方法建立了踏板的工程設(shè)計(jì)與駕駛員踏板操作舒適性的聯(lián)系,為汽車踏板的人機(jī)工程參數(shù)化設(shè)計(jì)提供依據(jù)。