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不同载荷条件下三种内固定方式治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的有限元分析

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中国组织工程研究 2025年第3期29卷 455-463页

作者：李正刚尚学红吴张李红孙朝军陈华东孙哲杨毅大理大学第一附属医院创伤骨科云南省大理市671000 大理市第一人民医院骨科云南省大理市671000 大理大学第一附属医院关节外科云南省大理市671000 昆明医科大学第一附属医院骨科云南省昆明市650032

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗Pauw... 详细信息

背景:治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折的最佳内固定方式仍未达成共识,既往相关有限元分析大多采用单一简化载荷条件,对于常用内固定装置的生物力学特性还需进一步探究。目的:通过有限元方法分析空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统治疗PauwelsⅢ型股骨颈骨折在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷条件下的生物力学特性。方法:通过CT扫描获取健康成人股骨DICOM数据,导入Mimics 15.0软件,得到骨组织的粗糙模型,再通过Geomagics软件对Mimics导出的数据进行优化处理,然后根据空心加压螺钉、动力髋螺钉和股骨颈系统的临床应用参数采用Pro/E软件建立3种内固定模型并与股骨模型组装,最后导入Ansys软件进行加载、计算,分析3种内固定模型在单腿站立载荷及侧方跌倒载荷的不同工况下股骨和内固定的应力分布和位移情况,以及股骨距和Ward三角区的应力特点。结果与结论:(1)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端应力均主要分布在股骨颈骨折端内上方,3种内固定模型的股骨近端、骨折端、Ward三角以及股骨距的应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(2)单腿站立载荷及侧方跌倒载荷下,3种内固定模型的股骨近端位移峰值均位于股骨头顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(3)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的位移峰值均位于内固定装置上方顶端,且位移峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(4)3种内固定模型在单腿站立及侧方跌倒载荷条件下内固定的应力均主要集中在内固定装置的骨折端附近区域,且内固定应力峰值均为股骨颈系统内固定模型最小,空心加压螺钉内固定模型最大;(5)结果表明,股骨颈系统的机械稳定性最佳,但是可能存在对于骨折端和股骨距应力遮挡的风险;股骨颈系统的内固定装置应力更为分散,内固定断裂风险更低。

关键词：股骨颈骨折内固定有限元分析生物力学单腿站立侧方跌倒股骨距 Ward三角

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ASRM的竞争焦点是生产技术

世界导弹与航天 1989年第2期 17-20页

作者：张吴

为NASA研制和生产航天飞机用的先进固体火箭发动机（ASRM）的合同价值10亿美元,这项合同的竞争热点在于采用何种自动化生产方法。这项合同的中标者每年至少要生产32台这种发动机,同时要求达到NASA对质量、可靠性及费用的要求。

关键词：火箭发动机生产 ASRM

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高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（下）

建筑学报 1994年第9期 48-53页

作者：吴观张北京市建筑设计研究院

高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（下）吴观张（上接第八期）７．高层住宅八户标准层平面交通核心筒一般设有二或三部１０００ｋｇ电梯，（六户以下的可以采用一部ｌ０００ｋｇ电梯和一部７５０ｋｇ电梯），两部消防楼梯或剪刀梯，... 详细信息

高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（下）吴观张（上接第八期）７．高层住宅八户标准层平面交通核心筒一般设有二或三部１０００ｋｇ电梯，（六户以下的可以采用一部ｌ０００ｋｇ电梯和一部７５０ｋｇ电梯），两部消防楼梯或剪刀梯，设必要的管道间和配电间。疏散楼梯要...

关键词：高层住宅商住楼建筑设计

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高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（上）

建筑学报 1994年第8期 4-10页

作者：吴观张北京市建筑设计研究院

高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（上）吴观张编者按：当前，在我国超高层建筑设计规范尚未编制出来之前，一批高层和超高层建筑已相继出现在我国的大城市和经济特区。这不仅反映了改革开放和市场经济的催化作用，更体现出我国土建... 详细信息

高层商住（写字、旅馆）楼的设计探讨（上）吴观张编者按：当前，在我国超高层建筑设计规范尚未编制出来之前，一批高层和超高层建筑已相继出现在我国的大城市和经济特区。这不仅反映了改革开放和市场经济的催化作用，更体现出我国土建工程技术人员的卓越才智。本刊这期专...

关键词：高层建筑商住楼建筑设计

城市物流配送的混合车辆路径规划模型与优化算法

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控制与决策 2023年第3期38卷 759-768页

作者：刘长石陈慧璇吴张湖南工商大学工商管理学院长沙410205 湖南省高等学校物流系统优化与运作管理科技创新团队长沙410205

针对城市部分区域限行、物流系统中燃油车与电动车同时并存的实际情况,综合考虑客户需求量、服务时间、电动车行驶里程、已有充电设施、部分充电策略、燃油车油耗与碳排放等因素,以车辆使用固定成本、驾驶员工资、电动车的充电成本、燃... 详细信息

针对城市部分区域限行、物流系统中燃油车与电动车同时并存的实际情况,综合考虑客户需求量、服务时间、电动车行驶里程、已有充电设施、部分充电策略、燃油车油耗与碳排放等因素,以车辆使用固定成本、驾驶员工资、电动车的充电成本、燃油车的油耗与碳排放成本之和最小为目标构建混合车辆路径规划模型.根据模型特征设计一种改进蚁群算法求解,并采用多类型算例进行实验.实验结果表明,所提方法能在非常短的时间内给出符合决策者目标的混合车辆路径规划方案,有效降低总配送成本,减少燃油车油耗与碳排放,具有合理性、可行性与有效性.

关键词：城市物流配送区域限行混合车辆车辆路径问题部分充电策略改进蚁群算法

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捐助法人参与社会救助法律问题研究

捐助法人参与社会救助法律问题研究

作者：吴张安徽大学

学位级别：硕士

社会救助制度是社会保障体系的重要组成部分,国家或者政府是社会救助事业的法定主体,但仅仅依靠国家并不能追求社会救助效益的最佳。社会力量参与社会救助不仅有法律支撑,更是社会救助的现实需求,而捐助法人作为社会力量中的主要力量,... 详细信息

社会救助制度是社会保障体系的重要组成部分,国家或者政府是社会救助事业的法定主体,但仅仅依靠国家并不能追求社会救助效益的最佳。社会力量参与社会救助不仅有法律支撑,更是社会救助的现实需求,而捐助法人作为社会力量中的主要力量,发挥自身优势有利于增加社会救助效益。在参与社会救助中,捐助法人的行为属性应符合公益目的以及满足自身逻辑自足性,并以直接和间接的参与路径不断优化社会救助资源的合理配置,促进社会治理的创新。按照现行法律之观点,捐助法人指以公益为目的,经依法登记并具备法人条件的非营利法人,可以细化成基金会、社会服务机构和宗教服务场所三类,但第三类主体具有成立及运转上的特殊性,应做专门研究。而基金会、社会服务机构组成的捐助法人在社会救助领域比较活跃,出现的法律问题也亟待解决。在成立阶段,管理体制和准入条件的束缚限制了捐助法人参与社会救助的发展,加上传统官民思想的渗透,捐助法人与政府的角色定位并不清晰,而法律的修改也并未明确社会救助之要义,捐助法人适格性和功能性受挫。在运行阶段,尽管法律文件纷杂,但捐助法人的内部治理及退出机制仍不够成熟,且社会救助资源配置的不合理,捐助法人参与社会救助难以完成从生存型向发展型的跨越。政府保障上,政府购买社会救助和税收调节作为政府保障捐助法人救助效益的两大利器,但这对利器也并未打磨锋利,政府保障职能未能更好地促进捐助法人参与社会救助。政府规范上,救助基金作为捐助法人最重要之救助基础,但粗放型监管降低了捐助法人参与社会救助的效能,且相关主体职能错位、权责不明,社会问题频现。法律问题层出并不能否认捐助法人参与社会救助的功效,结合我国国情,移植域外优秀法律成果,解决这些法律问题才是关键。首先,重塑社会救助要义。在未来立法中明确社会救助含义,捐助法人应针对社会救助特点区分贫困界定标准,以不同救助给付标准参与社会救助。其次,完善捐助法人参与社会救助的运行及退出规则。强化捐助法人在社会救助中的独立地位,明确捐助法人内部治理系统中各主体职权,借鉴其他法律改进捐助法人退出规则,从内外两部分改善捐助法人参与社会救助的环境。再次,建立协调及信息共享机制。以新时代社会主要矛盾转变为契机,深化捐助法人参与社会救助从生存型到发展型的变革,并通过救助信息各环节的有机串联实现社会救助信息的共享。复次,重新定位政府的法律地位,落实政府对捐助法人参与社会救助的保障义务。在购买社会救助服务合同中产生了不同的法律关系,政府应是权利义务并存的结合体,而在税收优惠政策制定及执行上,完善税收优惠政策和执行细则不仅有利于捐助法人更好地参与社会救助,更是政府救助职能的延续。最后,加强捐助法人参与社会救助中的基金监管。捐助法人救助基金的监管应以优化救助效能为基础,实现监管集约化转型,并理顺相关主体监管权限,明确责任范围,促进捐助法人参与社会救助的稳健发展。

关键词：捐助法人社会救助信息共享政府购买救助服务

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龈下桩修复可行性的三维有限元研究

龈下桩修复可行性的三维有限元研究

作者：吴张第四军医大学

学位级别：硕士

残根残冠的保存和修复是口腔临床常见的治疗病例,如果因严重龋损,根折或医源性损伤等不同原因导致牙体缺损至牙龈或牙槽骨内时,修复往往难以进行。目前临床中常采用牙冠延长术和牙根牵引术,来暴露牙体缺损断缘,重建患牙的生物学宽度,之... 详细信息

残根残冠的保存和修复是口腔临床常见的治疗病例,如果因严重龋损,根折或医源性损伤等不同原因导致牙体缺损至牙龈或牙槽骨内时,修复往往难以进行。目前临床中常采用牙冠延长术和牙根牵引术,来暴露牙体缺损断缘,重建患牙的生物学宽度,之后再择期进行修复。但两种处理方法共同的特点是治疗时间长,治疗程序复杂,需要多个学科的共同合作才能完成患牙的治疗和修复,有些患者难以接受。龈下桩的设计基本思想是参考种植体修复理论,利用龈下桩在余留牙根获得的固定和支持作用,为龈下桩骨接触面骨结合形成的初期稳定创造条件,修复后希望龈下桩穿龈结构与周围软硬组织形成良好的软组织封闭状态和骨结合状态,并达到恢复患牙形态和功能的目的,避免牙根拔除或采用其它治疗方法带来的麻烦,扩大残根保存修复的适应症。本研究采用三维有限元法,以上颌中切牙为例,构建缺损至牙龈和牙槽骨内不同程度的残根利用龈下桩核冠修复后的有限元模型,分析修复后牙根牙本质、牙周支持组织及龈下桩骨接触面的应力状况和位移情况,初步判断龈下桩用于保存此类残根的可行性,并对预成龈下桩进行有限元优化设计分析,为进一步研究提供生物力学理论依据。整个研究包括以下三个部分实验: 1.采用Micro CT扫描技术,结合Mimics软件、Geomagic软件和UG软件构建上颌中切牙龈下桩核冠修复后的三维实体模型,之后利用Ansys有限元分析软件建立了三维有限元模型。 2.在实验一所建模型的基础上,构建四组不同程度缺损至牙龈和牙槽骨内的龈下桩核冠有限元模型。四组模型牙体缺损分别至牙槽嵴内1mm、2mm、3mm和4mm。模型的材料假设、加载条件、边界条件和接触条件的设定与实验一一致,分析各组模型牙根牙本质、牙周膜和龈下桩骨接触面的应力分布情况及龈下桩与骨接触面的位移情况。 3.设计预成龈下桩,穿龈部分设计为圆柱形,根管内桩的部分设计为螺纹结构,核部位设计有固位形。在UG软件中利用参数化建模功能构建预成龈下桩,并在实验二所建立模型的基础上构建上颌中切牙预成龈下桩核冠修复的自适应模型,之后输入Ansys软件构建有限元模型。预成龈下桩螺纹结构外径和穿龈结构直径为变量,前者的变化范围为:1.0mm～2.0mm,后者的变化范围为:6.5mm～7.0mm,将龈下桩骨接触面、牙根、牙周膜和桩螺纹上的等效应力峰值和龈下桩骨接触面的最大位移设定为有限元分析输出变量。研究结果表明: 1.采用CT扫描技术,结合Mimics软件、Geomagic软件、UG软件和Ansys有限元分析软件所建模型具有良好的生理形态和几何相似性,各部分结构精确,能够模拟龈下桩核冠修复的实际情况,为后续研究打下良好的基础。 2.各实验组的龈下桩骨接触面上的最大位移均低于50μm,低于文献报道种植体骨接触面骨结合形成的最大位移阈值容许范围。龈下桩骨接触面上的最大位移随着桩在骨内高度的增加而增加。各实验组的龈下桩骨接触面的等效应力峰值分布在颈部,并随着桩在骨内高度的增加而减少。 3.四个实验组余留牙根和牙周膜上的仍存在应力分布,同时表面的等效应力峰值随着桩在骨内高度的增加而减少。 4.预成龈下桩的螺纹结构外径对骨接触区的最大位移和牙周膜等效应力峰值没有影响,而对牙根和桩螺纹上的等效应力峰值有影响。牙根上的等效应力峰值随着螺纹结构外径的增加而增加,但增加幅度不大。螺纹结构外径为1.2mm～1.5mm,即为桩所在部位为牙根最小直径的1/3～1/2时,桩螺纹上产生的等效应力峰值相对较小。 5.预成龈下桩穿龈结构直径对骨接触区的最大位移和等效应力峰值及牙根、牙周膜和桩螺纹上的等效应力峰值均有明显影响,各个指标分析值均随龈下桩穿龈结构直径的增加而减少。穿龈结构直径为6.5mm～7.0mm范围时,骨接触面上的最大位移相对较小。结论: 1.缺损至牙龈和牙槽骨内的残根利用龈下桩修复在理论上具有一定的可行性。余留牙根和牙周膜对维持龈下桩骨接触面的初期稳定性起重要作用。 2.预成龈下桩穿龈结构的直径应大于牙根颈部的最大直径,但不宜过大。螺纹结构的外径应为桩所在部牙根最小直径的1/3～1/2。

关键词：桩核冠有限元法骨结合

基于16位定制MCU的FOC算法的FPGA实现

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基于16位定制MCU的FOC算法的FPGA实现

作者：吴张华东师范大学

学位级别：硕士

电机控制算法是诸如平衡车、扫地机器人、机械臂等产品的核心技术,关系到从生活到国防的方方面面。常见的电机控制方法是使用通用微处理器来运行软件形式实现的,这种方式有两个弊端,一是电机性能受限于微处理器的执行速度,一般较慢;二... 详细信息

电机控制算法是诸如平衡车、扫地机器人、机械臂等产品的核心技术,关系到从生活到国防的方方面面。常见的电机控制方法是使用通用微处理器来运行软件形式实现的,这种方式有两个弊端,一是电机性能受限于微处理器的执行速度,一般较慢;二是由于是通用微处理器,功耗通常比较高。本文通过定制微处理器和控制算法硬件化解决这些问题。本文的主要工作如下:(1)结合RISC-V,MSP430等芯片的指令集架构,提出自己的16位指令集架构,使用Verilog HDL在FPGA开发板上实现该16位处理器。本文也添加了GPIO、串口、通用SPI和定时器外设,并且在总线上为其他外设预留接口。(2)本文对FOC电机控制算法的各个模块使用Verilog HDL语言进行硬件实现,并对各个模块进行分别的测试,测试数据与Python实现的FOC算法模块进行比较。(3)为FOC算法添加了本文所实现的MCU中的总线接口,将FOC算法模块与16位处理器集成于同一系统中,并且使用该系统与Simulink进行联合仿真以验证该系统的有效性。本文结合DE10-Standard FPGA开发板和SPIFlash芯片电路板验证了上述工作。实验表明在相同FPGA器件中,本文实现的16位处理器占用的逻辑资源约为开源RISC-V芯片蜂鸟E203的11.4%,使用的寄存器约为蜂鸟E203的11.1%,更少的资源占用率意味着更低的功耗;在实现控制FOC算法模块方面,只需要8条指令就能够进行FOC的运算减少了复杂运算所需要的指令,使FOC算法能够以更高的频率运行。

关键词：无刷电机电机控制算法现场可编程逻辑门阵列 16位微理器