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关节软骨两相多孔介质非线性模型的有限元方法

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应用力学学报 2004年第2期21卷 61-65页

作者：刘馨燕严波刘海京重庆大学重庆400044

基于混合物理论的两相多孔介质模型可以准确描述关节软骨的力学行为 ,关节软骨的渗透率与固体相体积应变相关。本文研究这一模型的非线性有限元法。具体采用伽辽金加权残值法得到有限元平衡方程 ,编制了有限元程序 ,进而对关节软骨围限... 详细信息

基于混合物理论的两相多孔介质模型可以准确描述关节软骨的力学行为 ,关节软骨的渗透率与固体相体积应变相关。本文研究这一模型的非线性有限元法。具体采用伽辽金加权残值法得到有限元平衡方程 ,编制了有限元程序 ,进而对关节软骨围限压缩蠕变和应力松弛行为进行了数值模拟。与视渗透率为常数的线性模型的计算结果比较表明 ,在变形较大时 ,渗透率随固体相体积应变变化这一非线性效应不容忽视。

关键词：关节软骨两相多孔介质渗透率非线性有限元渗透率伽辽金加权残值法

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大坂山隧道病害处治工程工艺设计与实证分析

重庆大学学报（自然科学版） 2011年第12期34卷 138-143,150页

作者：刘海京郑佳艳程崇国黄伦海重庆交通科研设计院交通部隧道建设与养护行业重点实验室重庆400067 重庆交通大学土木建筑学院重庆400074

在国道227线控制工程大坂山隧道病害检测基础上,综合考虑高寒隧道工程地质、水文、气候等自然特征和原隧道施工工艺、施工工法、运营养护等人为因素,分析了渗漏水、衬砌裂缝、低温冻融、混凝土材料劣化等病害演化过程,以及各种不良因素... 详细信息

在国道227线控制工程大坂山隧道病害检测基础上,综合考虑高寒隧道工程地质、水文、气候等自然特征和原隧道施工工艺、施工工法、运营养护等人为因素,分析了渗漏水、衬砌裂缝、低温冻融、混凝土材料劣化等病害演化过程,以及各种不良因素在高寒隧道病害演化发展过程中所起的作用。在病害成因分析的基础上,介绍了大坂山高寒隧道渗漏水、保温、衬砌加固等病害处治的基本原则、思路和具体措施,为后续类似高寒隧道和寒区隧道的病害处治提供经验和借鉴。

关键词：大坂山隧道高寒隧道病害处治

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基于影像及小波变换的桥梁损伤识别

科学技术与工程 2023年第29期23卷 12687-12696页

作者：郑佳艳李衡刘海京刘琰罗仁伟陈海林重庆交通大学土木工程学院重庆400074 招商局重庆交通科研设计研究院有限公司重庆400076

桥梁损伤定位和定量分析是桥梁健康监测的难点,为提高桥梁结构损伤位置识别的精度及准确性,利用位移模态对结构局部损伤的敏感特性,提出基于影像和小波变换的桥梁损伤识别新方法,通过工业相机获取悬臂梁振动形态,利用模版匹配方法提取... 详细信息

桥梁损伤定位和定量分析是桥梁健康监测的难点,为提高桥梁结构损伤位置识别的精度及准确性,利用位移模态对结构局部损伤的敏感特性,提出基于影像和小波变换的桥梁损伤识别新方法,通过工业相机获取悬臂梁振动形态,利用模版匹配方法提取结构动态位移响应及模态参数,对位移模态进行小波变换,建立小波系数平方差的损伤指标识别结构损伤位置。通过室内悬臂竖梁振动实验,对全域测点的振动衰减信号快速傅里叶变换成功获取了结构的模态振型,与数值模拟结果比较表明试验获得一阶固有频率最大误差为2.202%,二阶固有频率最大误差为3.182%,表明所提方法用于结构位移测量的可行性以及测量精度的可靠性;在此基础上利用小波系数平方差的明显突峰特性可准确识别结构单损伤、多损伤的存在,并能准确定位损伤位置。研究表明,所提方法可以准确识别不同位置、不同程度的单损伤和多损伤,具有远距离、非接触、高精度、高效快捷、可多点监测提升振型空间分辨率等优点,为桥梁结构全域损伤识别提供了一种新方法。

关键词：图像序列动态位移响应小波变换模态参数损伤定位

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下颌骨与颞下颌关节矫形应力与重建分析

下颌骨与颞下颌关节矫形应力与重建分析

作者：刘海京重庆大学

学位级别：硕士

口腔矫形过程中会导致颞下颌关节产生与应力相关的关节综合症，并会引起关节内部骨组织和下颌骨的重建现象。为了明确这两种现象的形成机理，本文从下颌骨与颞关节系统生理学、解剖学和力学的知识出发，利用数值方法对系统的矫形过程进... 详细信息

口腔矫形过程中会导致颞下颌关节产生与应力相关的关节综合症，并会引起关节内部骨组织和下颌骨的重建现象。为了明确这两种现象的形成机理，本文从下颌骨与颞关节系统生理学、解剖学和力学的知识出发，利用数值方法对系统的矫形过程进行了静力分析和重建过程的数值模拟。本文首先选择下颌发育健康的志愿者，对其下颌进行CT断面扫描，然后将扫描图象输入计算机，并对图片加以处理。然后，根据扫描图片中像素值与下颌实际几何尺寸之间的比例关系，利用图片中像素值确定了实际下颌的几何形状。结合牙合学和解剖学基本原理，建立了下颌骨与颞下颌关节系统的三维实体的几何模型。根据用颏兜矫治器矫正下颌发育异常和使用弓丝矫治器矫正牙齿发育异常两种矫形的加载方式，分别建立了对应的载荷模型;针对骨组织和关节盘等软组织的实验数据建立了组织材料的虎克介质模型。然后利用上述的模型，对这两种治疗过程进行静力学有限元分析。根据计算的结果，分析了髁状突表面的冠状和矢状方向应力场的分布，得到髁状突表面前部和内部承受拉伸应力，而外侧和后侧主要承受压应力的结论。另外计算发现下颌角、髁状突以及髁状突与喙突之间这三个区域的应力较大;由此指出了矫形过程中应注意可能产生的矫形损伤问题。然后将von Mises等效应变作为骨组织重建刺激量，根据Cowin重建方程，以有限元方法为基础，对矫形过程中骨组织表面法向重建提出了可实施的数值算法。根据计算得到的数值结果，分析了重建对骨组织承受载荷能力的影响。得到了表面法向重建有利于降低骨组织的应变，利于改善骨组织的应变的全场分布的结论。最后，本文对Cowin重建方程加以拓展，并计入重建过程中的各向异性以及重建对组织刚度矩阵的影响。数值结果表明，重建过程中计入各向异性，与忽略各向异性的数值结果相比，在骨组织中得到较低的应变，在表面得到更有利的应变分布。所以得到计入各向异性的重建过程更有利于降低骨组织的应变和改善骨组织的应变的全场分布的结论。

关键词：下颌骨,颞下颌关节,三维有限元模型,应力分析,法向重建,刚度重建

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矫形力作用下下颌骨重建过程的数值模拟

重庆大学学报（自然科学版） 2004年第8期27卷 20-23页

作者：严波刘海京张培源重庆大学工程力学系重庆400030

下颌骨在矫形力作用下重建过程研究,对矫治方案确定等具有重要的指导意义。作者首先建立下颌骨与颞下颌关节的三维有限元模型,并以此为基础,依据Cowin重建规律,对在矫形外力作用下下颌骨矫治过程中骨的法向重建进行了数值模拟。对重建... 详细信息

下颌骨在矫形力作用下重建过程研究,对矫治方案确定等具有重要的指导意义。作者首先建立下颌骨与颞下颌关节的三维有限元模型,并以此为基础,依据Cowin重建规律,对在矫形外力作用下下颌骨矫治过程中骨的法向重建进行了数值模拟。对重建前后数值模拟结果的比较表明,法向重建过程对于下颌骨的表面应力分布和应力梯度的分布具有较大的影响,因而在下颌骨矫治方案的制定过程中这一因素不可忽视。

关键词：下颌骨颞下颌关节重建数值模拟

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关节软骨力学行为的数值模拟

重庆大学学报（自然科学版） 2003年第6期26卷 138-141页

作者：严波刘海京张晓敏重庆大学资源及环境科学学院工程力学系重庆400044

关节软骨为一由骨胶原和蛋白聚糖固体相和孔隙流体相组成的多孔材料 ,其可以用基于混合物理论的两相多孔介质模型准确描述。作者采用有限元数值方法分析关节软骨围限压缩蠕变和应力松弛问题 ,得到软骨组织在蠕变和应力松弛过程中 ,固体... 详细信息

关节软骨为一由骨胶原和蛋白聚糖固体相和孔隙流体相组成的多孔材料 ,其可以用基于混合物理论的两相多孔介质模型准确描述。作者采用有限元数值方法分析关节软骨围限压缩蠕变和应力松弛问题 ,得到软骨组织在蠕变和应力松弛过程中 ,固体相和流体相的速度、固体相的有效应力以及孔隙压力等随时间的变化规律。所得到的结果可以为人工软骨材料和人工关节的研制提供理论参考。

关键词：关节软骨数值模拟蠕变应力松弛

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存在衬砌病害的隧道计算模型研究与应用

重庆交通大学学报(自然科学版) 2009年第S1期 372-375+389页

作者：郑佳艳刘海京重庆交通大学土木建筑学院重庆交通科研设计院交通部隧道建设与养护行业重点实验室

根据存在病害时衬砌结构几何特征、承载机理,基于荷载结构方法建立了存在裂缝、厚度不足、材料劣化3类病害的隧道计算模型,并编制了相关计算程序;为分析病害对衬砌结构的承载特征和安全性的影响规律提供了理论依据,为运营隧道状态评定... 详细信息

根据存在病害时衬砌结构几何特征、承载机理,基于荷载结构方法建立了存在裂缝、厚度不足、材料劣化3类病害的隧道计算模型,并编制了相关计算程序;为分析病害对衬砌结构的承载特征和安全性的影响规律提供了理论依据,为运营隧道状态评定及病害处治奠定了基础。

关键词：衬砌病害隧道计算模型荷载结构法

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波纹钢管廊结构设计关键技术分析与问题探讨

隧道建设（中英文） 2020年第9期40卷 1341-1349页

作者：郑佳艳杨晓猛刘海京周志祥重庆交通大学省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室重庆400074 重庆交通大学土木工程学院重庆400074 招商局重庆交通科研设计院有限公司重庆400067

波纹钢管廊结构具有受力性能优、施工时间短、造价低、环保性能好等优点。为深入了解波纹钢管廊结构的承载机制、破坏特征及装配化技术、规范化断面形式、土体加固方法及措施等关键设计方法,对美国、加拿大、澳大利亚等公路、铁路工程... 详细信息

波纹钢管廊结构具有受力性能优、施工时间短、造价低、环保性能好等优点。为深入了解波纹钢管廊结构的承载机制、破坏特征及装配化技术、规范化断面形式、土体加固方法及措施等关键设计方法,对美国、加拿大、澳大利亚等公路、铁路工程中的排水沟、地下通道、立交工程中波纹钢管道结构的应用情况进行介绍,分析梳理波纹钢管道在国外的工程应用、规范编制、技术特征和设计施工方法,并对波纹钢管结构的荷载计算、强度验算、设计流程和方法进行详细分析。结合国内波纹钢管廊建设技术的发展需要,从建设环境、结构断面形式、装配化、围护土体加固、最小埋置深度等方面探讨波纹钢管廊建设中存在的问题及发展趋势,提出对波纹钢管廊建设关键技术的研究建议。

关键词：波纹钢管地下管廊结构断面形式荷载特征强度验算装配式结构

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重庆两江隧道工程风险分析

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