种植钉辅助扩弓后腭中缝断裂的有限元模型建立

目的用三维有限元方法分析扩弓时上颌复合体应力蓄积至腭中缝完全断裂过程的力学特点,并验证模型有效性。方法建立包含种植钉的上颌复合体有限元模型。设定腭中缝屈服强度,以每5 ms加载0.25 mm水平横向位移为载荷,加载至腭中缝完全断裂,同时以临床1例种植钉辅助扩弓患者扩弓前后CT影像结果进行对比验证。结果 0～17 ms,腭中缝应力主要蓄积于腭骨水平板、种植钉周围、腭中缝中后方及颧颌缝; 18～60 ms,腭中缝中后部出现裂纹并向前后扩展; 61～71 ms,腭中缝中后部、前部、后部依次发生断裂。结论基于断裂力学的种植钉辅助扩弓的三维有限元模型有效,其计算的断裂过程结果更符合临床实际。研究结果为今后更有效研究种植钉辅助扩弓提供力学参考模型。     

基于Hypermesh/LS-DYNA仿真股骨干中上1/3骨折的断裂分析

目的 运用工程力学软件Hypermesh与LS-DYNA对股骨有限元模型进行断裂力学分析,仿真股骨干中上1/3骨折的移位情况并与真实的进行对照.方法 选取1例股骨干中上1/3骨折患者的健侧股骨影像学CT资料导入Mimics软件,通过区域增长、编辑笼罩、光滑包裹重建股骨健侧的三维有限元模型,将股骨模型在Hypermesh中进行有限元网格划分、定义材料属性、设定边界条件,加载受力曲线与作用点等前处理,生成的K文件导入求解器LS-DYNA中运算.结果 股骨干骨折且骨折近端呈屈曲、外展、外旋移位,骨折远端向内侧移位呈现短缩畸形,且节点位移图中可见断端随着外旋、内收肌的不断牵拉,位移呈线性增加,X轴正向为骨折近端有限元节点位移,X轴负向为骨折远端节点位移,可以看出骨折远端较骨折近端位移大;同时,在Von Mises云图上股骨颈以及股骨转子间周围出现应力集中,与临床上股骨干骨折合并股骨转子间或股骨颈骨折高度一致.结论 基于Hypermesh/LS-DYNA的断裂力学分析原理可以很好地应用在创伤骨科领域.     

能容纳二次应力的J积分断裂参量

在阐述Ｊ积分物理意义的基础上，通过有限元的计算，对多种能用于二次应力情况下的修正Ｊ积分进行了评价，讨论了它们间的相互关系及其适用范围，证明了由Ｂｌａｃｋｂｕｒ提出的Ｊ＾ｎｗ的物理意义最为明确，可作为一种断裂参量。     

植入用Ti-6Al-4V合金模拟体液浸泡后高频和超高周疲劳性能

目的为预测植入用Ti-6Al-4V钛合金的使用寿命,研究其在模拟体液浸泡后,107周次以后的超高周疲劳性能。方法将Ti-6Al-4V钛合金试样在模拟体液中分别浸泡2 d和6 d;利用超声疲劳实验技术,在室温下分别对这两组试样进行超高周疲劳性能测试;利用电子显微镜观察疲劳断口并对裂纹源进行X射线能谱分析,研究其裂纹萌生机理,并与未经浸泡的同种材料的超声疲劳性能进行对比分析。结果模拟体液浸泡后的材料的S-N曲线与未经浸泡时的趋势相近,在104～108周次范围内的疲劳寿命都呈连续下降状态,在107～108周次循环范围内曲线下降趋势有所变慢;模拟体液浸泡后的试样在107周次之前寿命下降更快,107周次之后模拟体液浸泡过的试样寿命比未处理的试样寿命低;浸泡6 d后的试样的寿命和浸泡2 d后的相差不大。疲劳循环超过107周次后,仍然发生疲劳断裂,并不存在传统意义上的疲劳极限。疲劳寿命108周次以后的试样疲劳裂纹在内部萌生,一般为铝元素聚集区;疲劳寿命107周次以前裂纹一般萌生于试件表面,有些试件出现了多处裂纹源。结论模拟体液浸泡会降低Ti-6Al-4V钛合金的超高周疲劳性能;随着循环周次的增加,裂纹萌生由试件表面向其内部转换。     

云纹干涉法应用于金瓷界面抗断裂能力研究的初步探讨

目的探讨云纹干涉法在金瓷界面抗断裂能力研究中的应用。方法在5组金瓷厚度不同的试件表面制作光栅，加载后采集u场及。场云纹干涉条纹，推算各组金瓷界面断裂韧性Jc值并观测裂纹扩展方向。结果加载条件下，裂纹周围显示应力集中区，条纹随载荷增加逐渐变密。由云纹干涉图位移场算得各组试件金瓷界面断裂韧性各不相同，其裂纹扩展方向也有差异。结论云纹干涉法适用于金瓷界面断裂韧性的研究，也可用于观测并预测裂纹的扩展方向及趋势。     

Fracture resistance and failure patterns of open apex root teeth with different posts after endodontic treatment

The aim of this study is to investigate the influence of different posts on the fracture mechanics of endodontically-treated teeth with open apex. Forty-eight human maxillary anterior teeth were collected, and the root was transversely sectioned 12 mm under the cementoenamal junction (CEJ). These samples were then randomly divided into two groups, i.e., minor diameter open apex root (group A) and major diameter open apex root (group B), with mineral trioxide aggregate (MTA) placed into the apical 4 mm in the root canals. Subsequently, both groups were respectively further divided into three subgroups as follows: fiber-post (subgroup 1), metal post (subgroup 2) and non-post (subgroup 3) group. Teeth were restored with a composite resin crown and tested by using a universal testing machine at the rate of 1 mm/min cross-head. Values of the maximum fracture resistance and failure patterns were recorded and compared among all subgroups. In addition, the changes of MTA properties were carefully examined via X-ray photography. Our results indicate that (1) In group A, the mean value of fracture resistance for teeth restored with fiber posts were statistically higher than that with either metal post or non-post; (2) In group B, there was no statistically significant difference in the mean value of fracture resistance among three subgroups; (3) No statistical significance in the mean value of fracture resistance was found between group A and group B; (4) The failure modes of most samples (58%) were irreparable; (5) MTA in two teeth developed cracks after loading tests. In conclusion, endodontically-treated teeth restored with fiber posts are more resistant to fracture than those restored with either metal posts or non-post, and most of the fracture modes are catastrophic in nature.     

双层片层裂机制的研究

从断裂力学的角度,建立三点单边切口弯曲试验方法,测定微晶纤维素(MCC)和一水乳糖(LM)的临界应力强度因子(KIIC0),以及MCC和LM组成的双层片的远场应力强度因子(K∞ICO)和界面临界应力强度因子(KIFIC).比较上述参数的大小,探索弹性错配对层裂的影响.结果表明,KIFIC＜K∞IC0＜KIIC0,说明MCC和LM制成的双层片存在层裂倾向,三点单边切口弯曲试验方法能预测双层片的层裂倾向.     

基于断裂力学的应力性骨折研究现状

断裂力学是研究含裂纹构件裂纹的平衡、扩展和失稳规律,以保证构件安全工作的一门科学。断裂力学在航空、机械、化工、造船、交通和军工等领域都有广泛的应用前景,是一门具有高度实用价值的学科。20世纪60年代,国外开始应用断裂力学观点研究骨折的原理,认为断裂力学对研究骨的破坏是有意义的,断裂力学试验方法同样适用于骨的断裂研究,基于断裂力学研究骨骼的疲劳裂纹扩展逐渐成为研究的热点之一,因此有必要就断裂力学在应力性骨折中的研究进展进行综述。     

金属压力容器验证试验

环控生保系统中的金属容器不可避免地含有缺陷或裂纹，它们可能会导致高压容器在使用过程中发生突发灾难性事故。因此断裂控制是压力容器研制过程中的关键步骤。目前各种无损检测技术无法确定小裂纹、紧闭裂纹和冶金缺陷，压力验证试验却能弥补这方面的不足。本文对验证试验方法进行了专门的分析和讨论，评述了验证试验的各种影响因素，提出了成功进行试验的保证条件，并以某特种钢压力容器为例进行了分析讨论。