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關注創建者:匿名 創建時間:2022-01-18

前十字韌帶的實例教程
前十字韌帶(anterior cruciate ligament,ACL)是膝關節的四條主要韌帶之一,其功能是與膝關節內部及周圍的其他解剖結構共同維持膝關節的靜態和動態平衡。
記得去年六月,NBA總決賽第六場,勇士主場110-114不敵猛龍,大比分2-4落敗,當家球星克萊-湯普森在比賽中左膝韌帶受傷。賽后,體檢結果表明湯神遭遇左膝十字韌帶(ACL)撕裂。
克萊-湯普森落地時大腿向內轉,小腿向外轉,呈現膝蓋外翻的角度,重心會偏向內側,造成了前十字韌帶的撕裂。
和其他韌帶不同,前十字韌帶一旦斷了,是不會自己修復的。對于湯神這樣的大牌球星,重建手術的效果關系著競技狀態的恢復和運動生命的延續。
如今,FEA(finite element analysis有限元分析)技術被廣泛的應用于生物醫學,為這個領域帶來了全新的機遇。我們可以利用ABAQUS三維數值仿真技術結合醫學影像和實驗數據幫助醫生加深對ACL重建機制的認識,從而制定最佳的治療和恢復方案。
幾何重構與建立有限元模型:在生物醫學領域,可以通過切片磨片法、CT掃描法、3D激光掃描法等獲得人體組織結構的幾何信息。需要注意的是,對于ACL這樣具有復雜幾何特征的結構,通過掃描獲取的往往僅是研究對象的表面信息,而有限元分析需要提供3D實體模型,這就需要我們引進RE(Reverse Engineering逆向工程)技術(如CATIA中逆向建模模塊)或醫學影像軟件(如Mimisc)與ABAQUS一起來完成有限元模型的創建。
展開 例如,當那些將半月板包裹至脛骨的韌帶松弛時會出現什么情況?容易誘發這種情況的起因是受傷還是年齡?更深入地了解膝關節的生物力學能帶來廣泛的潛在效益,例如預防受傷、改進治療方法。
密蘇里大學 Mizzou 運動分析中心(MAC)的研究人員認為,加深對半月板的了解有可能需要對傳統分析法進行提升。他們需要一種多體動力學仿真工具,這種仿真應能重現由肌肉驅動的荷載和運動,并且擁有對所有的膝關節連接組織進行建模時所需的計算能力。他們選定的軟件工具就是 Adams。
解決方案及其驗證
MAC 研究人員采用 Adams 多體動力學軟件來開發最全面、最逼真的膝關節仿真。他們首先為受試者配裝標示器。他們利用一個運動捕獲系統來記錄受試者在實驗室內行走、活動時這些標識器的移動。通過核磁共振成像(MRI)技術捕捉骨骼、軟骨、半月板及韌帶的圖像。利用測力板來測量地面接觸力、利用 EMG(肌電圖)來測量肌肉活動。
然后用采集到的數據來創建每個受試者的各個內部肌骨胳系統的 Adams模型。每個模型由 21 個剛體節段、 53 個旋轉關節以及 43 塊腿部肌肉組成。定義每個標示器位置的運動約束,并在約束與相應的體節之間放置一個三軸彈簧。這樣就能實現剛體骨骼相對于運動約束的移動。將核磁共振成像衍生出的皮膚幾何體分為五個剛性體,藉此對足底與地面的接觸進行建模。然后定義上述剛體與地面的接觸為剛柔接觸。
采集這些實驗性運動數據能夠為模型運動時提供約束下的步態動力學輸入。模型受到關節、膝蓋處的接觸和韌帶力以及地面接觸力的約束。為確定運動期間的肌力和膝蓋荷載進行了一次向前步行的動力學仿真,預測了膝蓋組成部分之間的接觸力,例如脛骨與半月板之間、脛骨與股骨之間的接觸力,以及作用在膝蓋韌帶上的作用力,例如前十字韌帶(ACL)。
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與此同時,它們還可以對如何組合波前以形成特定圖樣進行建模。
偏振片前光線的偏振情況</p><p>下面考慮將偏振片旋轉一定角度后干涉結果會如何變化,如下圖,將偏振片繞z軸旋轉 -80度。
###二、核心制造工藝:全程管控定點精度
箱式T型槽平臺制造需經過鑄造成型、時效處理、粗加工、精加工四大核心工序,每一步均需配套定點精度控制措施:
1.鑄造成型:采用砂型造型工藝,還原箱式封閉框架與十字交叉筋板結構,嚴控熔煉溫度與澆鑄速度,澆鑄后自然冷至室溫,清理浮砂與毛刺,修補微小鑄造問題,避免結構變形影響后續T型槽加工精度。
層合板低速沖擊仿真3個月前
工作室仿真結果如下,從結果看,背面和文獻都能仿真出接近“十字形”分布。文獻沒有對試驗件進行掃描,只做了拍照,照片看不清晰,這里就放試驗的圖了。
例如,芯片上連接的電極線會擋住部分光源發射的光線,并且在發光表面上存在十字交叉線的圖案也存在遮擋部分光的問題。為了計算光源模型的流明強度(光亮度),供應商會對光源拍攝大量圖片。
下一步是將光源模型轉換為我們可以在 OpticStudio 的模擬中使用的形式。
在這個圖表中紅色十字符號的位置代表腔的穩定性。如果你要改變腔的參數,比如一個反射鏡的曲率,再次點擊按鈕畫第二個十字,其所在位置會顯示參數修改后產生的影響,你可以繼續這種方法來畫一系列的十字,最后一個十字的顏色一直是紅色的,而前面的會變成藍色。
一個重要的問題是腔的穩定性依賴于泵浦能量,為了分析這個,像第三節那樣調節泵浦能量。
FRED應用:雙折射晶體偏振干涉效應11個月前
實際上,會在相干環上出現一個暗的十字刷。
下面追跡光線并且查看能量分布,如下圖所示。
這里改變了繪圖樣式和顏色級別,可以通過右擊圖表,選擇change color level 來設置。
圖14.
圖4 轉向中間軸萬向節相位角
03 Adams Car建模及仿真分析
轉向力矩波動分析模型是包含轉向系統的前懸架裝配模型,子系統包括轉向子系統、前懸架子系統和懸架臺架子系統。轉向系統硬點如下:
創建轉向子系統時,十字萬向節鉸鏈類型使用universal定義。I Part選擇與萬向節主動叉固連的部件,J Part選擇與萬向節從動叉固連的部件。
如需整體移動圖形,可選擇“位移”按鈕,圖面出現十字形圖標,鼠標可以任意拉到圖形移動的任意位置,直到滿意為止,如圖19。在進行圖形位移時還可以選擇“縮放”按鈕的子按鈕中“全局數移”按指定數據移動。
圖4 轉向中間軸萬向節相位角
03 Adams Car建模及仿真分析
轉向力矩波動分析模型是包含轉向系統的前懸架裝配模型,子系統包括轉向子系統、前懸架子系統和懸架臺架子系統。轉向系統硬點如下:
創建轉向子系統時,十字萬向節鉸鏈類型使用universal定義。I Part選擇與萬向節主動叉固連的部件,J Part選擇與萬向節從動叉固連的部件。