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微振动应力环境影响羟基磷灰石陶瓷生物活性及力学稳定性的体外评价

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无机材料学报 2019年第4期34卷 417-424页

作者：吴金结李艳魏仁初汪建新屈树新翁杰智伟西南交通大学材料科学与工程学院材料先进技术教育部重点实验室成都610031

本研究考察微振动应力环境(MVS)下羟基磷灰石(HA)陶瓷的生物活性及力学稳定性,探讨体内生理应力环境对HA陶瓷骨诱导性的影响。扫描电子显微镜(SEM)和钙离子释放结果均显示,MVS有利于具有较高微孔隙率((29±1.2)%,(26.4±0.3)%)HA材料的... 详细信息

本研究考察微振动应力环境(MVS)下羟基磷灰石(HA)陶瓷的生物活性及力学稳定性,探讨体内生理应力环境对HA陶瓷骨诱导性的影响。扫描电子显微镜(SEM)和钙离子释放结果均显示,MVS有利于具有较高微孔隙率((29±1.2)%,(26.4±0.3)%)HA材料的钙离子再沉积和类骨磷灰石层形成,而对于微孔隙率较低((10.6±0.8)%)的HA材料则促进其钙离子释放。蛋白吸附结果显示40 Hz的MVS促进了HA的蛋白吸附, 60 Hz的MVS则显著抑制HA的蛋白吸附行为。抗压试验表明MVS应力环境并未影响HA多孔支架的力学稳定性。研究表明应力环境是影响HA陶瓷生物活性和骨诱导性的重要因素。

关键词：微振动羟基磷灰石生物活性力学稳定性

基于流变学法研究容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响

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农业工程学报 2021年第19期37卷 147-155页

作者：王金晓胡斐南许晨阳赵世伟刘婧芳涂坤宋松松西北农林科技大学资源环境学院杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所杨凌712100

土壤结构力学稳定性不仅与土壤质量和肥力密切相关,而且还与农业器具设计和农业水土工程建设紧密联系。该研究以黄土高原广泛分布的塿土和黄绵土为研究对象,采用振幅扫描试验模拟振荡荷载过程,研究土壤容重和含水率对土壤结构力学稳定... 详细信息

土壤结构力学稳定性不仅与土壤质量和肥力密切相关,而且还与农业器具设计和农业水土工程建设紧密联系。该研究以黄土高原广泛分布的塿土和黄绵土为研究对象,采用振幅扫描试验模拟振荡荷载过程,研究土壤容重和含水率对土壤结构力学稳定性的影响。结果表明:1)随土壤容重的增加,土粒间接触点增多,使得剪切强度参数:线性黏弹区的剪切应力和储能模量均增加,土壤结构强度增强;黄绵土屈服点的剪切应变和塿土的积分z随容重增加先增大后降低,表明土壤颗粒存在一个最稳定的排列组合方式。同时,剪切强度参数对土壤容重的响应更为敏感。2)随含水率的增加,土壤颗粒间黏聚力和摩擦力降低,剪切强度参数:线性黏弹区的剪切应力、屈服点的剪切应力、最大剪切应力均降低,土壤结构强度降低;当剪切应变在线性黏弹区时,塿土的弹性随含水率的增加而增加,而较大的剪切应变下的塿土的弹性和黄绵土总的弹性随含水率增加均降低。3)对比2种土壤,因塿土的黏粒、有机质、阳离子交换量、比表面积等较高,增加了土粒间的胶结强度,使得塿土的弹性和剪切强度较高,而黄绵土结构更具脆性。该研究结果表明基于流变仪中的振幅扫描测试所获取的流变学参数能够定量表征土壤细观结构力学稳定性,为进一步深入认识土壤微观力学特性提供了丰富的评价参数。

关键词：土壤团聚体含水率流变学力学稳定性黏弹性抗剪强度

基于演化分析的多年冻土区路基补强后力学稳定性评价研究

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岩石力学与工程学报 2022年第6期41卷 1285-1295页

作者：章赛泽牛富俊王志伟王进昌董添春中国科学院西北生态环境资源研究院冻土工程国家重点实验室甘肃兰州730000 中国科学院大学北京100049 中国铁路青藏集团有限公司青海西宁810000

在高温、高含冰量多年冻土区,普通路基受多年冻土退化的影响而产生显著的沉降变形,需要对它们增设块石护坡、热棒等冷却措施进行补强以提升路基的热、力学稳定性。为评价不同类型措施的补强效果以及路基补强后的力学稳定性,基于青藏铁... 详细信息

在高温、高含冰量多年冻土区,普通路基受多年冻土退化的影响而产生显著的沉降变形,需要对它们增设块石护坡、热棒等冷却措施进行补强以提升路基的热、力学稳定性。为评价不同类型措施的补强效果以及路基补强后的力学稳定性,基于青藏铁路多年冻土区沿线6个经过补强的监测断面,通过分析历史变形数据评价块石护坡–热棒复合措施及单一块石护坡措施的补强效果,然后利用Verhulst模型和指数曲线法演化分析其中3个变形较大的断面的沉降过程,以评价其长期力学稳定性。结果显示:普通路基在增设块石护坡–热棒复合措施或单一块石护坡措施之后,变形速率会有效减缓,而复合措施补强效率更快,效果更显著。在存在含土冰层的多年冻土区,采用复合措施进行补强可以显著提升路基的力学稳定性,而单一块石护坡措施可以一定程度上减缓路基变形速率,但对路基长期力学稳定性的提升能力相对较弱。此外,在路基左右两侧铺设不同厚度的块石护坡层可以缓解阴阳坡效应。研究旨在加深对多年冻土区路基补强措施强化效果的认识,为路基的维护与补强提供科学依据。

关键词：土力学多年冻土区青藏铁路补强措施沉降演化力学稳定性

硅合金钢淬火组织中残留奥氏体的力学稳定性与力学性能

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金属热处理 2005年第1期30卷 14-19页

作者：康沫狂朱明陈大明华文君西北工业大学材料科学与工程学院陕西西安710072 北京航空材料研究院北京100095

对含Si合金钢两相 (马氏体 M ,贝氏体 B)区系列等温淬火显微组织中残留奥氏体稳定性进行了研究。结果表明 ,在下贝氏体区等温淬火可获得准 (无碳化物 )贝氏体 (BF +AR)组织 ,合理的回火工艺可使显微组织中残留奥氏体减少到适量 ,增加残... 详细信息

对含Si合金钢两相 (马氏体 M ,贝氏体 B)区系列等温淬火显微组织中残留奥氏体稳定性进行了研究。结果表明 ,在下贝氏体区等温淬火可获得准 (无碳化物 )贝氏体 (BF +AR)组织 ,合理的回火工艺可使显微组织中残留奥氏体减少到适量 ,增加残留奥氏体中的C含量 ,降低Ms、Md点温度和提高其力学稳定性。

关键词：残留奥氏体力学稳定性准贝氏体

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几种淀粉的糊化特性及力学稳定性

农业工程学报 2008年第10期24卷 255-257页

作者：付一帆甘淑珍赵思明华中农业大学食品科技学院武汉430070

为探索淀粉糊化的力学稳定性,以不同来源淀粉为原料,采用快速黏度分析仪于不同搅拌速度下,研究外力作用对淀粉糊化特性的影响,为淀粉质食品的品质控制提供依据。结果表明,不同来源淀粉的黏度曲线及其力学稳定性有差异。以小麦淀粉的糊... 详细信息

为探索淀粉糊化的力学稳定性,以不同来源淀粉为原料,采用快速黏度分析仪于不同搅拌速度下,研究外力作用对淀粉糊化特性的影响,为淀粉质食品的品质控制提供依据。结果表明,不同来源淀粉的黏度曲线及其力学稳定性有差异。以小麦淀粉的糊化温度最低;马铃薯淀粉糊的黏度和温度稳定性最大;马铃薯和莲子淀粉的峰值黏度较高,冷糊稳定性好;莲子淀粉的热糊稳定性差;玉米淀粉糊易于老化。外力作用对淀粉糊的黏度曲线有影响。较强的外力作用后,会导致淀粉糊的强度、黏度和糊化温度降低,改善热糊稳定性和冷糊稳定性。淀粉糊化的力学稳定性与其颗粒强度有关,较大颗粒强度的淀粉的力学稳定性较好。

关键词：淀粉力学稳定性黏度糊化

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峡部裂对上位脊椎力学稳定性影响

医用生物力学 2010年第4期25卷 273-276页

作者：何明长林斌刘晖赵卫东福建医科大学福州350001 中国人民解放军第175医院骨科漳州363000 南方医科大学解剖教研室广州510090

目的通过测量腰椎峡部裂模型上位脊椎间盘压力,研究峡部裂上位脊椎稳定性。方法实验材料为9具成人新鲜腰椎标本,造成实验模型,通过MTS-858生物力学测试机对正常组及峡部裂组标本进行中心垂直、前屈、后伸及侧屈压力加载,对不同状态椎间... 详细信息

目的通过测量腰椎峡部裂模型上位脊椎间盘压力,研究峡部裂上位脊椎稳定性。方法实验材料为9具成人新鲜腰椎标本,造成实验模型,通过MTS-858生物力学测试机对正常组及峡部裂组标本进行中心垂直、前屈、后伸及侧屈压力加载,对不同状态椎间盘进行压力测试,分析比较峡部裂组及正常组上位椎间盘压力。结果峡部裂组上位脊椎(L4/5)间盘压力在中心垂直正压状态下(600、800、1000N加载)与正常组椎间盘压力均值比较,P>0.05,无显著性差异,分别增加了1.3%,1.5%,1.7%。前屈15°状态下(300、500、700N加载)与正常组椎间盘压力均值比较,P均0.05,无显著性差异,分别增加了3.54%,2.12%,1.14%。结论腰椎峡部裂不仅对同序脊椎具有重要力学影响,而且对上位脊椎同样具有重要力学影响,从而可以影响同序及上位脊椎的稳定性。

关键词：腰椎峡部裂生物力学力学稳定性椎间盘

骨质疏松症患者脊柱胸腰段椎体力学稳定性变化与椎体压缩性骨折风险预测的有限元分析

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中国医学物理学杂志 2021年第4期38卷 485-494页

作者：秦大平张晓刚权祯张华曹林忠陈钵徐斌徐世伟甘肃中医药大学中医临床学院甘肃兰州730000 甘肃中医药大学附属医院脊柱外科甘肃兰州730020

目的:通过有限元分析骨质疏松症(OP)患者的脊柱胸腰段椎体在不同运动状态下椎体力学稳定性变化,与人体正常模型进行对比分析,针对椎体是否存在压缩性骨折的风险进行预测,为干预性策略标准化建立和完善提供理论和生物力学依据。方法:选... 详细信息

目的:通过有限元分析骨质疏松症(OP)患者的脊柱胸腰段椎体在不同运动状态下椎体力学稳定性变化,与人体正常模型进行对比分析,针对椎体是否存在压缩性骨折的风险进行预测,为干预性策略标准化建立和完善提供理论和生物力学依据。方法:选择没有脊柱胸腰段椎体伤病史的健康志愿者男女各1人;选择2例住院老年OP女性患者胸腰椎CT及MRI扫描资料。建立T11~L2骨质疏松性椎体的三维有限元模型并验证有效性。在正常生理载荷分析不同运动状态下的生物力学变化,对两组模型之间椎体、关节突关节、终板、纤维环、松质骨、椎间盘、髓核的Von Mises应力及椎体最大位移进行比对分析,同时对应力云图进行比对,分析其生理与病理关节应力变化。结果:正常人体与OP患者脊柱椎体的材料属性、弹性模量、刚度、强度以及所处的力学生物学环境变化进行分析结果表明,OP患者在脊柱前屈、后伸、左右侧弯、左右旋转、轴向7种不同运动状态下与正常人体脊柱胸腰段相比较,椎体、关节突关节、椎间盘、终板、纤维环、髓核的Von Mises应力有明显降低趋势,椎体最大位移呈现增大趋势。此外本研究对OP模型的建立并非采用文献中降低正常皮质骨、松质骨、终板弹性模量的模型,而是采用临床中根据CT数据、临床症状、骨密度等明确诊断的OP患者数据,与目前文献所提供的模型数据对比,更符合临床OP患者真实的脊柱胸腰段椎体与附属结构的生物力学特性和属性变化。与正常人体模型相比较,从筋骨系统进行分析,骨与肌肉、韧带所代表的动静力变化都有明显降低,这也印证了临床真实数据的变化。结论:OP患者脊柱胸腰段椎体应力分布不均匀、应力的集中趋势导致脊柱胸腰段椎体、椎间盘、髓核、纤维环、关节突及周围附属结构应力异常变化,即骨弹性模量的异常改变、周围附属结构的束缚力下降,引起筋骨系统平衡失常和长期稳定性下降,进而增加脊柱胸腰段椎体骨折的退变过程和风险,通过有限元分析针对椎体压缩性骨折风险建立标准化预防策略,提供理论和生物力学依据。

关键词：骨质疏松症力学稳定性胸腰椎压缩性骨折风险预测有限元分析

有限元法分析不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性

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中国组织工程研究 2018年第27期22卷 4354-4358页

作者：王叙进方诗元徐磊杨家照安徽省立医院骨科安徽省合肥市230022

背景:切开复位内固定可用于不同类型骨盆骨折治疗中,有助于降低并发症发生率,但是其固定效果缺乏力学验证。目的:对不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性进行有限元分析。方法:选择健康男性1名作为观察对象,采用64排螺旋CT常... 详细信息

背景:切开复位内固定可用于不同类型骨盆骨折治疗中,有助于降低并发症发生率,但是其固定效果缺乏力学验证。目的:对不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性进行有限元分析。方法:选择健康男性1名作为观察对象,采用64排螺旋CT常规扫描,层厚1 mm,获得二维CT数据,以医学数字成像、通信格式进行存储。利用Mimics、Geomagic studio及Abaqus软件完成志愿者骨盆有限元模型,建立复杂骨盆骨折有限元模型,分别置入3种不同的内固定器械,完成不同内固定方法治疗骨盆骨折的模型,内固定完成后模拟向骶骨施加500 N垂直负荷,计算相应的力学参数,比较不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折的力学稳定性。结果与结论:(1)志愿者CT数据下建模后,正常的骨盆三维有限元模型测量点a点位移为0.53 mm,应力负荷正常生理,并且骶髂关节受力位移与既往有限元生物力学分析相似,课题建立的有限元模型成功;(2)在模型加载500 N垂直负荷下,螺钉固定受最大应力为440.85 MPa,集中在复杂性骨盆骨折部位;重建接骨板最大受力为1 332.56 MPa,位于钉板结合部位;外支架最大受力为1 834.85 MPa,位于钉板结合部位;(3)在模型加载500 N垂直负荷下,螺钉固定应变、整体位移、分离位移值均低于重建接骨板和外支架(P稳定性;利用有限元分析能反映不同内固定方法治疗复杂性骨盆骨折力学的稳定性,临床治疗时应根据每位患者的实际情况选择合适的内固定方法,开展个体化治疗。

关键词：螺钉内固定技术切开复位内固定骨盆骨折 64排螺旋CT 骨盆有限元模型内固定器械力学稳定性力学参数

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EAM势晶格的力学稳定性

北京科技大学学报 1996年第1期18卷 14-17,83页

作者：蔡军陈国良方正知北京科技大学新金属材料国家重点实验室北京科技大学材料物理系

推导出用ＥＡＭ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ－ａｔｏｍｍｅｔｈｏｄ）势表达的力学稳定性判据，给出了确定势函数适用范围的理论判据及相应的数值方法。应用该方法计算不仅可以确定ＥＡＭ势的可靠性及适用范围，而且可以得到材料的理论拉伸强度... 详细信息

推导出用ＥＡＭ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ－ａｔｏｍｍｅｔｈｏｄ）势表达的力学稳定性判据，给出了确定势函数适用范围的理论判据及相应的数值方法。应用该方法计算不仅可以确定ＥＡＭ势的可靠性及适用范围，而且可以得到材料的理论拉伸强度和与之相应的应变值、材料的理论应力－应变曲线以及材料的晶格常数、弹性常数、结合能等。

关键词： EAM势力学稳定性拉伸强度晶体晶格常数