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Investigation into the analysis method for assessing contact stress in joint prosthesis

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Medicine in Novel Technology and Devices 2024年第2期22卷 51-58页

作者： Weiling Cui Xushu Zhang weiyi chen Ji Qiu College of Biomedical Engineering Taiyuan University of TechnologyTaiyuan030024China College of Aeronautics and Astronautics Taiyuan University of TechnologyTaiyuan030024China

Contact stress is the important cause of wear and failure of knee joint prostheses implanted in the human body during *** calculation of contact stress on joint prostheses is often inaccurate due to the deviation of joint position during *** paper proposes a correction method for contact stress based on finite element ***,the contact stress and contact radius between femoral and tibial prostheses of knee joint were calculated and analyzed by Hertz contact ***,individualized finite element models based on the individualized geometry of the joint prosthesis and individualized loading were constructed,and the finite element contact stress was *** finite element results were calibrated utilizing the Hertz contact ***tionally,this study investigated the impact of three gait patterns(normal gait,medial thrust gait,and bouncing gait)on the contact stress experienced by the tibial *** research methods and results can provide ideas for theoretical analysis and finite element simulation of prosthetic joint contact,as well as offer theoretical support and analysis methods for evaluating the lifespan of prosthetic joints.

关键词： Contact stress Joint prosthesis Hertz contact Finite element model

外侧楔形鞋垫对足踝生物力学影响的有限元分析

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医用生物力学 2024年第3期39卷 469-475页

作者：杜玮瑾陈维毅郭媛太原理工大学生物医学工程学院太原030024

目的探究外侧楔形鞋垫对足踝内部组织(包括足骨、关节和韧带)的生物力学影响。方法建立并验证足踝-鞋垫-地面三维有限元模型,探究步态3个关键瞬间赤足模型和鞋垫干预模型的足底压力分布、关节接触压力、跖骨及主要韧带的应力。结果 5... 详细信息

目的探究外侧楔形鞋垫对足踝内部组织(包括足骨、关节和韧带)的生物力学影响。方法建立并验证足踝-鞋垫-地面三维有限元模型,探究步态3个关键瞬间赤足模型和鞋垫干预模型的足底压力分布、关节接触压力、跖骨及主要韧带的应力。结果 5°外侧楔形鞋垫模型足底峰值压力比赤足模型减小65.8%。鞋垫干预使楔舟关节处峰值接触压力减小;距下关节处峰值接触压力和第4、5跖骨处峰值应力增大。结论本研究量化评估了外侧楔形鞋垫对足踝各部分的生物力学影响,提出了可适当减小外侧楔形鞋垫第4、5跖骨处倾斜角度的设计建议。

关键词：外侧楔形鞋垫足底压力分布关节接触压力有限元分析生物力学

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三体对抗中的主动防御鲁棒最优预测制导律研究

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北京理工大学学报 2024年第6期44卷 645-654页

作者：陈维义何凡李逸源董海迪海军工程大学兵器工程学院湖北武汉430030

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive g... 详细信息

考虑防御导弹和我方目标控制系统内部扰动和未准确建模动态特性等因素造成的不确定性影响,设计了鲁棒最优预测制导律(robust optimal predictive guidance law,ROPGL)和鲁棒协同最优预测制导律(robust cooperative optimal predictive guidance law,RCOPGL)拦截来袭寻的导弹.首先,通过对非线性运动学方程线性化和降阶得到简化后的标称系统的状态方程;其次,考虑控制系统的不确定性,建立鲁棒制导问题的模型;再次,基于动态规划方法得到最优制导问题的制导指令关系式,并利用李雅普诺夫稳定性理论证明了最优制导问题的制导指令能够使鲁棒制导问题稳定;然后,引入界值函数得到线性二次型最优制导问题,通过求解黎卡提矩阵微分方程得到制导指令;最后,对设计的制导律的性能进行仿真验证.仿真结果表明,相比于其他制导律,设计的制导律能够抑制不确定性的影响,实现防御导弹对寻的导弹的拦截.

关键词：最优制导预测制导鲁棒性不确定性主动防御

不同规模生猪养殖成本收益分析——基于风险管理视角

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中国兽医杂志 2024年第9期60卷 149-156,F0003页

作者：陈唯一赵慧芬河南农业大学经济与管理学院河南郑州450046 华中农业大学经济管理学院湖北武汉430070

随着生猪养殖规模化进程加快,叠加外部环境多重不确定性因素影响,对规模养殖的成本收益探讨具有理论和现实意义。本文通过选取相关指标数据,从生产环节切入,对比不同规模生猪养殖的基本状况、成本收益和变动趋势,剖析生产成本构成以及... 详细信息

随着生猪养殖规模化进程加快,叠加外部环境多重不确定性因素影响,对规模养殖的成本收益探讨具有理论和现实意义。本文通过选取相关指标数据,从生产环节切入,对比不同规模生猪养殖的基本状况、成本收益和变动趋势,剖析生产成本构成以及相关影响因素。在此基础上,结合数据包络分析法,进一步考证应对外部风险时,养殖规模与成本收益的关联度。分析结果显示,中大规模生猪养殖整体发展势头良好,大规模生猪养殖的整体抗风险能力更强,市场发展潜力相对更大。因此提出加强引导发展中大规模养殖,发挥技术优势,提升产业经营水平,助推生猪产业和市场平稳有序发展。

关键词：生猪养殖成本收益生产效率风险管理

数字技术赋能营商环境建设:作用机理及发展策略

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辽宁行政学院学报 2024年第5期 38-43页

作者：丁利陈韦仪辽宁师范大学辽宁大连116000

在数字时代,数字技术赋能营商环境建设不仅是优化营商环境的必要举措,也是促进产业转型升级、提升国家竞争力的关键,更是推动经济社会高质量发展的重要驱动力。结合中国数字营商环境建设的实践进程,探寻数字技术赋能的实现机制、演变过... 详细信息

在数字时代,数字技术赋能营商环境建设不仅是优化营商环境的必要举措,也是促进产业转型升级、提升国家竞争力的关键,更是推动经济社会高质量发展的重要驱动力。结合中国数字营商环境建设的实践进程,探寻数字技术赋能的实现机制、演变过程以及对营商环境产生的影响效果,分析数字营商环境在数字政府、数字经济、数字社会方面的作用机理,揭示其影响要素和关键因素,并从政府引领、企业践行、社会协同三个层面提出数字营商环境建设的多维发展策略,为中国持续建设一流营商环境提供良好的环境保障和智力支持。

关键词：数字营商环境数字技术赋能数字政府

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Mg-Zn-Ca合金的体外降解行为

中国组织工程研究 2024年第5期28卷 717-723页

作者：兰伟伟于耀东黄棣陈维毅太原理工大学生物医学工程学院纳米生物材料与再生医学研究中心山西省太原市030024 山西浙大新材料与化工研究院山西省太原市030032

背景:鉴于人体复杂的生理环境,目前降解实验中使用的模拟生理体液种类繁多,因此分析Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解行为具有重要意义。目的:研究Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解过程和性能变化,明确Ca含量和模拟体液种类对合... 详细信息

背景:鉴于人体复杂的生理环境,目前降解实验中使用的模拟生理体液种类繁多,因此分析Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解行为具有重要意义。目的:研究Mg-Zn-Ca合金在不同模拟体液中的降解过程和性能变化,明确Ca含量和模拟体液种类对合金的影响。方法:采用熔融挤压成型工艺制备含钙质量分数分别为0.2%,0.5%,1%的Mg-Zn-Ca合金,依次命名为Mg-Zn-0.2Ca、Mg-Zn-0.5Ca、Mg-Zn-1Ca合金,以Mg-Zn合金作为对照。将每种合金分别置于3种模拟体液(生理盐水、PBS和Hank’s液)中,对合金降解过程中的形貌、成分变化、质量损失、pH值及力学性能等进行表征分析。结果与结论:①随着降解时间的延长,4种合金表面生成了大量的纳米级片层和柱状结构,主要成分是MgO和Mg(OH)2,4种合金在生理盐水中的降解速度最快,在Hank’s液中的降解速率最慢,在生理盐水中的降解速率快慢为:Mg-Zn

关键词： Mg-Zn-Ca合金骨缺损体外降解力学性能模拟体液

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对海作战无人艇舰船关键部位识别方法研究

火力与指挥控制 2024年第4期49卷 119-124页

作者：曲建静陈维义罗亚松海军工程大学兵器工程学院武汉430033

舰船关键部位识别技术是对海作战无人艇发挥武器作战效能的关键。针对现有技术存在的目标探测角度受限、实时性差等问题,提出了一种基于RDB-YOLOv4模型的“三角锚点法”。采用可见光-红外双通道并行注意力机制,对无人艇侦察图像重新聚类... 详细信息

舰船关键部位识别技术是对海作战无人艇发挥武器作战效能的关键。针对现有技术存在的目标探测角度受限、实时性差等问题,提出了一种基于RDB-YOLOv4模型的“三角锚点法”。采用可见光-红外双通道并行注意力机制,对无人艇侦察图像重新聚类,从而识别出舰船目标的种类;基于探测目标的特征信息与位置关系,使用阈值控制法,构建出抗扰性强的三锚点;运用平面几何相似性计算,求解出舰船目标的相对朝向、俯仰角度等参数;鉴于参照组的特征位置关系,通过建立归一化特征相关函数,实现对舰船关键部位的精确定位。试验结果表明,所提方法降低了目前舰船目标关键部位识别的随机性,可高效准确地实现对特定关键部位的识别,为水面目标的精确打击提供必要的支持。

关键词：无人艇关键部位光电图像目标识别 RDB-YOLOv4

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不可压缩超弹性球体中微孔运动的分岔和混沌

动力学与控制学报 2024年第1期22卷 79-86页

作者：马敏富赵振涛陈威屹袁学刚北方民族大学数学与信息科学学院银川750021 大连民族大学机电工程学院大连116600 大连民族大学理学院大连116600

针对一类径向横观各向同性不可压缩neo-Hookean材料组成的球体,研究了周期扰动载荷作用下球体中心处微孔的动力学行为.根据平衡微分方程和初边值条件等导出描述微孔径向对称运动的强非线性的非自治常微分方程,通过对微分方程解的定性分... 详细信息

针对一类径向横观各向同性不可压缩neo-Hookean材料组成的球体,研究了周期扰动载荷作用下球体中心处微孔的动力学行为.根据平衡微分方程和初边值条件等导出描述微孔径向对称运动的强非线性的非自治常微分方程,通过对微分方程解的定性分析,讨论了微孔的定性行为:(1)在常值载荷作用下,讨论了材料参数和结构参数对系统平衡点的影响,特别分析了微孔的二次转向分岔;通过对系统势阱的分析,讨论了微孔在常值载荷作用下的周期和振幅跳跃现象.(2)在周期扰动载荷作用下,利用时程曲线,Poincaré截面和最大Lyapunov指数分别讨论了二次转向分岔情形下微孔的拟周期和混沌运动,给出了系统产生混沌的条件,并进一步分析了周期扰动载荷对微孔混沌运动的影响.

关键词： neo-Hookean类材料微孔周期扰动载荷分岔和混沌

Finite element analysis of micropipette aspiration considering finite size and compressibility of cells

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Science China(Physics,Mechanics & Astronomy) 2013年第11期56卷 2208-2215页

作者： LI YongSheng chen weiyi Department of Mechanics and Engineering Science Taiyuan University of Technology Institute of Applied Mechanics and Biomedical Engineering Taiyuan University of Technology

Micropipette aspiration(MA) is widely applied in cell mechanics, however, at small deformations a common model corresponding to the MA is the half-space model wherein the finite cell size and cell compressibility are neglected. This study extends the half-space model by accounting for the influence of cell geometry and compressibility(sphere model). Using a finite element analysis of cell aspiration into a micropipette, an elastic approximation formula of the aspirated length was derived for the sphere model. The approximation formula includes the geometry parameter of the sphere model(ζ = R/a, R is the radius of the cell, and a is the inner radius of the micropipette) and the Poisson's ratio v of the cell. The results indicate that the parameter and Poisson's ratio v markedly affect the aspirated length, particularly for small and v. When ζ→∞ and v→0.5,the approximation formula tends to the analytical solution for the half-space model. In the incompressible case(v = 0.5), within the general experimental range(ζ varying from 2 to 4), the difference between the analytical solution and the approximate one is significant, and is up to 29% of the approximation solution when ζ= 2. Additionally, parametere was introduced to evaluate the error of elastic moduli between the half-space model and sphere model. Based on the approximation formula, the ζ thresholds, beyond which e becomes larger than 10% and 20%, were derived.

关键词： micropipette aspiration mechanical properties finite size compressibility approximation formula