膝关节骨性关节炎轻症患者膝关节三维有限元建模及力学分析

1

作者 周陶勇 杨永盛 +3 位作者 鲁宁 唐浩 杨延东 韩谢川 《中国医学物理学杂志》 CSCD 2024年第3期382-388,共7页

目的:在缺少层厚较薄的CT和MRI数据的情况下建立膝关节骨性关节炎(KOA)轻症患者膝关节三维有限元模型,并研究胫骨平台内外侧的应力分布。方法:以一名患有轻度KOA的女性患者为研究对象,自盆骨至腓骨胫骨远端进行连续断层扫描。将得到的DI... 目的:在缺少层厚较薄的CT和MRI数据的情况下建立膝关节骨性关节炎(KOA)轻症患者膝关节三维有限元模型,并研究胫骨平台内外侧的应力分布。方法:以一名患有轻度KOA的女性患者为研究对象,自盆骨至腓骨胫骨远端进行连续断层扫描。将得到的DICOM格式文件导入至Mimics软件中并通过阈值分割提取膝关节中的骨性结构,将提取出的骨骼进行蒙版编辑、空腔填充、区域增长等操作后导入3-matic中做光顺、包覆处理。在Geomagic Wrap将处理后的骨性结构使用网格医生检查,修复表面缺陷并拟合曲面。以轮廓延展的思路建立相关的软骨、半月板和韧带,并在SolidWorks中以原点重合的方式与骨性结构进行装配。接下来在ANSYS软件中定义材料、设置接触、划分网格、设置约束和载荷,分析在双腿站立下胫骨平台上的应力分布情况。结果:成功建立了包括骨性结构、软骨、韧带的完整膝关节模型。在双腿站立状态下,接触应力峰值约为1.21 MPa,位于胫骨平台内侧中部,胫骨平台外侧的最大应力为0.72 MPa,内外侧间室分别承担总载荷的62.7%和37.3%。结论:通过CT提取加软件绘制的方式建立了全膝关节模型,有限元分析结果符合临床预期,通过此方法建立的模型可靠,能进行后续的研究。 展开更多

关键词 膝关节骨性关节炎 膝关节 有限元建模 生物力学

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基于Auto LISP的AutoCAD参数化绘图 被引量：7

2

作者 周陶勇 李珊 +1 位作者 王磊 邓绪勇 《现代机械》 2006年第4期69-70,73,共3页

通过对Auto LISP语言的分析与研究,探讨了基于Auto LISP的AutoCAD参数化绘图程序设计的基本步骤。本文以钣金折弯件的参数化绘图为例,应用LISP语言编写工程图的参数化绘制程序,应用DCL语言创建人机交流的对话框,并且详细阐述了其实现过... 通过对Auto LISP语言的分析与研究,探讨了基于Auto LISP的AutoCAD参数化绘图程序设计的基本步骤。本文以钣金折弯件的参数化绘图为例,应用LISP语言编写工程图的参数化绘制程序,应用DCL语言创建人机交流的对话框,并且详细阐述了其实现过程。实践表明,Auto LISP语言功能强大,易学易用,是AutoCAD二次开发的重要工具。 展开更多

关键词 AUTO LISP AutoCAD参数化绘图 二次开发

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铁路散体道床捣固作业的离散元分析 被引量：4

3

作者 周陶勇 胡斌 《新技术新工艺》 2016年第2期62-64,共3页

捣固作业是铁路散体道床养护维修作业中一项重要的工作,由于铁路散体道床是由形状大小各异的散粒体道砟组成的,这就给捣固效果的研究带来了一定的困难。为了从微观尺度上对铁路散体道床捣固作业进行研究,运用离散元分析方法,创建了铁路... 捣固作业是铁路散体道床养护维修作业中一项重要的工作,由于铁路散体道床是由形状大小各异的散粒体道砟组成的,这就给捣固效果的研究带来了一定的困难。为了从微观尺度上对铁路散体道床捣固作业进行研究,运用离散元分析方法,创建了铁路散体道床捣固作业的离散元分析模型,分析了捣固作业过程中道砟的流动趋势和道床的密实程度。分析表明,在捣固作业过程中,轨枕之间的道砟向轨枕下方有空隙的地方流动,轨枕下方捣固区域的道床密实程度得到了提高。 展开更多

关键词 铁路散体道床 捣固 离散元

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有砟铁路捣固密实的数值模拟研究 被引量：1

4

作者 周陶勇 胡斌 《新技术新工艺》 2016年第9期46-48,共3页

有砟铁路捣固作业的目的是提高道床的密实度,由于传统的灌水法检测道床密实度会对道床造成不必要的扰动,而采用γ射线法进行检测,又有放射性危害,这就给捣固效果的评价带来了一定困难。为了研究捣固过程中道床密实特性,运用离散元的分... 有砟铁路捣固作业的目的是提高道床的密实度,由于传统的灌水法检测道床密实度会对道床造成不必要的扰动,而采用γ射线法进行检测,又有放射性危害,这就给捣固效果的评价带来了一定困难。为了研究捣固过程中道床密实特性,运用离散元的分析方法,创建了有砟铁路捣固作业的离散元分析模型,计算分析了捣固作业过程中捣固区域道床密实度的变化规律以及捣镐的振动频率对捣固效果的影响。分析表明,捣固作业过程中捣固区域的道床密实度在夹持阶段最高,捣固结束后有所下降,但是比捣固前还是有所提高;捣镐的振动频率为35~40Hz时,捣固效果较好。 展开更多

关键词 有砟铁路 捣固作业 道床密实度 离散元

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一类齿轮系统动力学模型建立和求解的研究 被引量：2

5

作者 肖会勇 李珊 +1 位作者 周陶勇 阙银昌 《机械设计与制造》 北大核心 2007年第10期22-24,共3页

以渐开线直齿圆柱齿轮为例,运用机械结构动力学建模理论,在考虑存在啮合齿轮对之间的摩擦力、偏心质量及齿轮啮合综合误差等因素时,建立了齿轮传动系统较为完整的非线性动力学模型,并求解出由于轮齿啮合造成的耦合等动力特性。进而分别... 以渐开线直齿圆柱齿轮为例,运用机械结构动力学建模理论,在考虑存在啮合齿轮对之间的摩擦力、偏心质量及齿轮啮合综合误差等因素时,建立了齿轮传动系统较为完整的非线性动力学模型,并求解出由于轮齿啮合造成的耦合等动力特性。进而分别采用MATLAB语言编译的程序和有限元软件ANSYS对所建立的动力学模型进行计算及分析研究。 展开更多

关键词 齿轮传动系统 动力学模型 耦合 数值方法

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基于ANSYS的几种建模方法的探讨 被引量：19

6

作者 王磊 李珊 周陶勇 《现代机械》 2006年第3期51-52,共2页

针对ANSYS软件在建立实体模型时存在的问题,提出了利用ANSYS软件的菜单功能进行建模,CAD模型导入AN- SYS中,以及命令流建模和APDL语言参数化建模等几种建模手段的方法和技巧。

关键词 ANSYS 有限元 建模 命令流

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西门子APOGEE控制系统在组合式空调机组中的应用 被引量：3

7

作者 邓绪勇 李孝海 +2 位作者 舒大文 周陶勇 陈永星 《机电工程技术》 2006年第7期45-47,共3页

APOGEE控制系统广泛应用于对环境温湿度工艺有特别要求的制药、食品、烟草等行业。它集成了集散控制(DC)技术、局域网穴LAN雪技术、传感检测技术,实现集群楼宇的数据联网,与多种组态技术兼容(如IFix,组态王等)。它可以提供楼宇管理和集... APOGEE控制系统广泛应用于对环境温湿度工艺有特别要求的制药、食品、烟草等行业。它集成了集散控制(DC)技术、局域网穴LAN雪技术、传感检测技术,实现集群楼宇的数据联网,与多种组态技术兼容(如IFix,组态王等)。它可以提供楼宇管理和集中监控,完成全部楼宇自动化的控制功能,从而满足了企业的生产要求——提高生产效率,降低管理成本。本文对其在卷烟厂组合式空调机组中的应用进行研究。 展开更多

关键词 APOGEE控制系统 组合式空调机组 PID调节

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道砟级配对捣固的效果影响及其参数优化 被引量：6

8

作者 郑瑶 董为民 +1 位作者 周陶勇 周海燕 《武汉理工大学学报（交通科学与工程版）》 2019年第5期937-941,共5页

有砟铁路利用捣固机养护轨道时,捣固作业参数的选取尤为重要,不同道床的道砟级配不同会影响捣固作业参数的选取,捣固作业参数选取不当会影响捣固效果,严重时还会损伤道床影响轨道使用寿命.文中利用EDEM离散元软件,以对捣固作业影响最大... 有砟铁路利用捣固机养护轨道时,捣固作业参数的选取尤为重要,不同道床的道砟级配不同会影响捣固作业参数的选取,捣固作业参数选取不当会影响捣固效果,严重时还会损伤道床影响轨道使用寿命.文中利用EDEM离散元软件,以对捣固作业影响最大的振幅和频率作为研究变量,以道床密实程度和道砟的破碎量作为评价标准,研究不同级配道床捣固作业参数的优化.结果表明,窄级配的道床采用大振幅、低频率的捣固参数时,捣固的效果较好,宽级配的道床采用小振幅、高频率的捣固参数时,捣固的效果较好. 展开更多

关键词 有砟轨道 捣固作业 捣固频率 捣固振幅 离散元法

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捣固参数对道床密实度的影响研究 被引量：6

9

作者 张亚晴 许平 +2 位作者 周陶勇 周海燕 郑国锋 《交通科学与工程》 2019年第2期11-15,共5页

在铁路的养护维修工作中,为了提高道床密实度、增加轨道的稳定性,以高速有砟道床捣固作业为研究对象,选择了对捣固参数起主要作用的捣固频率和振幅2个参数作为变量,以道床密实度为捣固效果的评价指标,采用离散元法与响应面参数优化方法... 在铁路的养护维修工作中,为了提高道床密实度、增加轨道的稳定性,以高速有砟道床捣固作业为研究对象,选择了对捣固参数起主要作用的捣固频率和振幅2个参数作为变量,以道床密实度为捣固效果的评价指标,采用离散元法与响应面参数优化方法进行了研究。分析结果表明:高速铁路有砟道床的捣固参数为捣固频率44Hz、振幅6.2 mm时,捣固密实度达到最高。 展开更多

关键词 高速有砟铁路 捣固参数 道床密实度

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基于离散元法的道砟胶固化道床力学特性模拟 被引量：4

10

作者 魏明鉴 许平 +2 位作者 周陶勇 郑瑶 王磊 《交通科学与工程》 2020年第2期92-97,共6页

针对有砟轨道稳定性差的问题。在铁路的养护维修工作中,对道砟进行胶固化处理,形成了一种较稳定的新型道床形式-胶固化道床。根据道砟胶固化道床的特点,分别选择了道砟颗粒级配和聚氨酯粘结剂中A组多异氰酸酯、B组聚合物多元醇的使用配... 针对有砟轨道稳定性差的问题。在铁路的养护维修工作中,对道砟进行胶固化处理,形成了一种较稳定的新型道床形式-胶固化道床。根据道砟胶固化道床的特点,分别选择了道砟颗粒级配和聚氨酯粘结剂中A组多异氰酸酯、B组聚合物多元醇的使用配比作为变量,对2种不同级配和3种不同配比的道砟胶固化道床的力学特性进行了研究;采用三视图立体重建的方法对道砟颗粒的几何形状进行基础重建,获得了较为真实的道砟颗粒结构;在离散元仿真计算中,通过粘结模型建立的道砟胶固化道床模型进行仿真模拟。研究结果表明:在道砟胶固化道床中,采用宽级配和A:B=3:2的道砟胶配比更有利于提高道床的力学特性。 展开更多

关键词 道砟胶固化道床 级配 道砟胶 离散元法

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应用图像分析技术评估铁路级配道砟 被引量：2

11

作者 林斯瀚 许平 周陶勇 《交通科学与工程》 2018年第4期11-15,70,共6页

为评估铁路级配道砟集料的形态特征,使用半径方法表征道砟集料的棱角特征,使用小波变换方法表征道砟集料的纹理特征。在设计级配的基础上,获得级配道砟样本。对不同质量相同级配的样本进行了量化,并运用统计学对结果进行了分析。研究结... 为评估铁路级配道砟集料的形态特征,使用半径方法表征道砟集料的棱角特征,使用小波变换方法表征道砟集料的纹理特征。在设计级配的基础上,获得级配道砟样本。对不同质量相同级配的样本进行了量化,并运用统计学对结果进行了分析。研究结果表明:该分析方法能够有效地表征道砟样本的形态特征,并得到各粒径范围内道砟颗粒的棱角和纹理特征表征值,为评估道砟集料形态特征提供了一个行之有效的方法。 展开更多

关键词 道砟 形态特征 半径方法 小波变换方法

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捣固频率对道砟破碎的影响研究 被引量：2

12

作者 周海燕 董为民 +1 位作者 周陶勇 杨代楼 《新技术新工艺》 2017年第9期59-62,共4页

捣固作业下插力大,且下插过程中伴随着振动,会导致道砟粉化破坏,从而缩短道床寿命周期。为了研究捣固频率对道砟破碎的影响规律,创建了铁路散体道床捣固作业的离散元分析模型,模拟捣固机捣固作业,分析不同捣固频率下道砟的破碎情况,并... 捣固作业下插力大,且下插过程中伴随着振动,会导致道砟粉化破坏,从而缩短道床寿命周期。为了研究捣固频率对道砟破碎的影响规律,创建了铁路散体道床捣固作业的离散元分析模型,模拟捣固机捣固作业,分析不同捣固频率下道砟的破碎情况,并结合室内试验验证仿真的可行性。结果表明,捣固作业各阶段中夹持阶段道砟破碎量最大,在满足道床密实度的条件下,道砟破碎量较小的捣固频率约为45Hz。 展开更多

关键词 有砟道床 捣固频率 道砟破碎 粘结模型 EDEM

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基于PFC3D的高速有砟道床沉降研究 被引量：1

13

作者 魏明鉴 许平 +1 位作者 周陶勇 张亚晴 《农业装备与车辆工程》 2021年第7期90-93,共4页

以高速有砟道床为研究对象,基于离散元法,利用颗粒流程序软件PFC3D从行车速度、累积次数和密实度3个方面探究了在列车循环载荷作用下有砟道床的沉降规律。分析结果表明:随着行车速度的不断提高,有砟道床的累积沉降量明显增大;当循环累... 以高速有砟道床为研究对象,基于离散元法,利用颗粒流程序软件PFC3D从行车速度、累积次数和密实度3个方面探究了在列车循环载荷作用下有砟道床的沉降规律。分析结果表明:随着行车速度的不断提高,有砟道床的累积沉降量明显增大;当循环累积次数超过加载次数的临界点时,道床沉降的速率会减小;有砟道床的密实度较大时,其累积沉降量较小。 展开更多

关键词 离散元法 有砟道床 PFC3D 沉降

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循环荷载作用下铁路道床的离散元分析

14

作者 张帅辉 周陶勇 +2 位作者 许平 张亚晴 夏建军 《交通科学与工程》 2021年第1期7-12,共6页

为研究高速有砟道床中存在的累积沉降变化规律,通过PFC离散元软件,建立一定级配的高速铁路散粒体有砟道床的三维离散元模型。选取循环荷载频率分别为5,10,20,30 Hz,荷载幅值为3,5 kN,共8种荷载工况进行数值模拟,分析了道床力学性能,探... 为研究高速有砟道床中存在的累积沉降变化规律,通过PFC离散元软件,建立一定级配的高速铁路散粒体有砟道床的三维离散元模型。选取循环荷载频率分别为5,10,20,30 Hz,荷载幅值为3,5 kN,共8种荷载工况进行数值模拟,分析了道床力学性能,探讨了循环荷载的频率和振幅对道床沉降的影响。研究结果表明:循环荷载频率不超过20 Hz时,荷载频率对道床的沉降量及沉降速率的影响较小;循环荷载频率30 Hz时,其对道床的沉降量及沉降速率的影响显著增大;循环荷载幅值越大,道床的沉降量、沉降速率越大;循环荷载频率越大,道床的垂向刚度越大。 展开更多

关键词 铁路道砟 循环荷载 离散元法 道床沉降

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基于ADAMS的09-32型捣固车捣固装置的改进设计

15

作者 杨代楼 周陶勇 许平 《机械制造》 2016年第6期68-70,共3页

随着我国铁路装备不断向高速重载方向发展,铁路线路上大量使用的Ⅱ型轨枕正在被Ⅲ型轨枕取代,由于09-32型捣固车机型较老,捣固装置在Ⅲ型轨枕上工作时存在一定的不适应。对捣固装置的捣镐进行结构改进,利用机械系统动力学分析软件ADAMS... 随着我国铁路装备不断向高速重载方向发展,铁路线路上大量使用的Ⅱ型轨枕正在被Ⅲ型轨枕取代,由于09-32型捣固车机型较老,捣固装置在Ⅲ型轨枕上工作时存在一定的不适应。对捣固装置的捣镐进行结构改进,利用机械系统动力学分析软件ADAMS对改进前后的机构进行动态仿真分析,结果表明,改进后的捣固机构具有更好的作业效果。 展开更多

关键词 捣固装置 捣镐 结构改进 ADAMS

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道砟颗粒二维廓形对破碎的影响研究

16

作者 周陶勇 夏建军 许平 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2022年第11期56-61,共6页

为了降低道床维护成本并且延长道床使用周期,准确探究道砟形态特征对破碎的影响具有重要意义。尺寸、棱角、纹理都是道砟重要的形态特征,对道床的力学性能具有显著影响,利用摄影测量技术采集了道砟的二维图像,并结合数字图像处理技术得... 为了降低道床维护成本并且延长道床使用周期,准确探究道砟形态特征对破碎的影响具有重要意义。尺寸、棱角、纹理都是道砟重要的形态特征,对道床的力学性能具有显著影响,利用摄影测量技术采集了道砟的二维图像,并结合数字图像处理技术得到道砟图像的二值图像。采用扁平长细比、棱角参数等二维指标量化了道砟尺寸和棱角,设计并开展了单个道砟受压破碎的试验。基于分形理论将道砟形态特征与自身破碎两者联系在一起进行了研究,基于Griffith强度理论解释了道砟破碎压力呈现离散性的原因。结果表明:摄影测量技术能够简单快捷、高效可行地获取到道砟颗粒的二维图像,数字图像处理技术是研究道砟尺寸、棱角和纹理的有效手段之一;根据道砟破碎压力结果的拟合曲线可以看出,道砟破碎压力随着道砟扁平长细比增大而减小,道砟破碎压力随着道砟棱角参数增大而增大;在道砟颗粒扁平长细比和棱角参数分别相同的情况下,道砟破碎压力并不一定相同,说明道砟破碎还受到自身粒径的影响。 展开更多

关键词 道路工程 形态特征 图像处理 道砟 破碎

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电铜导电棒矫直压下过程数值模拟分析

17

作者 李亮 孙东明 +2 位作者 苏霞 彭用新 周陶勇 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第10期116-120,共5页

运用弹塑性有限元的方法,在综合考虑各种非线性的情况下,数值模拟了矫直压下过程,得出了不同压下量时导电棒断面上以及沿导电棒长度方向上的弹塑性变形状态及应力、应变的分布规律。为导电棒矫直时入口处可调辊的压下量的调定提供了理... 运用弹塑性有限元的方法,在综合考虑各种非线性的情况下,数值模拟了矫直压下过程,得出了不同压下量时导电棒断面上以及沿导电棒长度方向上的弹塑性变形状态及应力、应变的分布规律。为导电棒矫直时入口处可调辊的压下量的调定提供了理想的参考数据。 展开更多

关键词 导电棒 矫直 压下量 应力 平直度

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