王芳
- 作品数：33 被引量：98H指数：6
- 供职机构：天津科技大学机械工程学院更多>>
- 发文基金：国家高技术研究发展计划国家科技支撑计划天津市应用基础与前沿技术研究计划更多>>
- 相关领域：医药卫生环境科学与工程机械工程自动化与计算机技术更多>>
- 老年糖尿病患者的足底压力及步态特征被引量：18
- 2020年
- 背景:研究表明,足底压力是糖尿病足溃疡的主要危险因素之一。目的:探讨老年糖尿病患者自然步态下足底压力特征及差异性,为老年患者足部的监测和足部减压产品设计提供数据支撑。方法:研究方案的实施符合天津医科大学代谢病医院对研究的相关伦理要求,所有受试者均对试验过程完全知情同意。通过鞋垫式足底压力检测系统对年龄≥60周岁的41位老年糖尿病患者和30位老年健康者自然步态下的足底压力进行检测。观察足部峰值压力、峰值时间百分比、X偏移量、Y偏移量、包络压力中心点95%椭圆置信面积、步频、步速、步幅长、站立相、摆动相。结果与结论:(1)与老年健康组相比,老年糖尿病组峰值压力集中在第2-4跖骨区显著增大,左足多数足区峰值时间百分比减小,右足足跟区、中足区峰值时间百分比增大(P <0.05);(2)与老年健康组相比,老年糖尿病组站立相降低,摆动相升高,步频降低,男性步幅长增大,步速加快,女性步幅长减小,步速减慢;(3)老年糖尿病组包络压力中心点95%椭圆置信面积较老年健康组呈减小趋势,老年糖尿病组X、Y偏移量大于老年健康组;(4)结果说明:老年糖尿病患者身体稳定性和灵活性较正常老年人降低,足底压力明显由足跟向跖骨部位转移,在足部护理中需加强对跖骨区足底压力的重视。
- 卜月丽王芳张建国张建国曹子君李雪梅
- 关键词：老年糖尿病患者足底压力步态
- 基于火棉胶切片图像的男性下尿路有限元分析被引量：2
- 2018年
- 男性原发性膀胱颈梗阻发病率高,而现有尿动力学检查方法具有侵入性,且易造成误诊或漏诊。因此为构建男性下尿路非侵入式生物力学检测系统,本文基于正常男性下尿路火棉胶切片图像构建出下尿路有限元模型,并模拟真实排尿环境,进行流固耦合仿真分析。通过对比下尿路临床试验数据与仿真结果,验证了下尿路有限元模型的有效性。本文进一步对下尿路变形、应力与尿流速率等参数进行了分析,结果表明正常男性下尿路模型中膜部括约肌处米塞斯应力与壁面切应力均达到峰值,并且与膀胱压力曲线的峰值在时间上有1 s左右的尿流延迟,模型还原度良好。本文的研究结果为进一步开展对下尿路梗阻模型膀胱压、尿流率等尿动力学的响应机理研究奠定了基础,可为非侵入式生物力学检测系统的研发提供理论依据。
- 周劲松王芳张建国张建国周栾翟丽东
- 关键词：下尿路有限元流固耦合
- 用于冲击动力学响应分析的人体颈部有限元模型建立和验证被引量：4
- 2009年
- 根据冲击动力学响应分析要求,建立了中国人C1-C7颈椎及T1胸椎复合体三维有限元模型。该模型以中国50百分位成年健康男性为建模素材,通过螺旋CT扫描生成DICOM格式图像数据;利用Materialisc mimics、逆向软件及Pro-E进行三维重建;运用TrueGrid划分网格,模型由椎骨、椎间盘、小关节、韧带和肌肉等结构组成:共得到15023个单元和24916个节点,其中实体单元14626个、杆单元19个、索单元378个。在LS-DYNA中仿真,所得结果与前碰撞志愿者实验数据基本相符。我们提出了一种快速、逼真建立复杂有限元模型的方法,高质量的八节点六面体单元,提高了计算的速度和稳定性。进行模型的冲击动力学响应分析,对于研究中国人颈部损伤具有重要意义。
- 张建国王芳薛强
- 关键词：颈椎有限元模型冲击载荷动力学响应
- 下肢康复减重支撑系统的结构设计与分析
- 2024年
- 面向我国脑卒中和老龄化等原因导致的下肢运动功能障碍患者,开发了一种基于人体足底压力分布和重心轨迹的双腋支撑下肢康复减重系统。首先,分析研究了减重支撑训练对足底压力的影响;其次,基于人机工程学理论并结合人体重心轨迹研究,对总体结构进行了分析与设计,并确定了相关尺寸;然后,通过静力学分析,验证了结构的可靠性;最后,对减重模块进行了运动学分析和动力学仿真。该系统可帮助下肢运动功能障碍的患者实现模仿正常人行走的康复训练。
- 胡军余增王芳王芳王鹏越张凯旋
- 关键词：足底压力动力学仿真
- 糖尿病患者步态周期不同时刻的足底压力及中底结构设计被引量：2
- 2023年
- 背景:足底压力过高是导致糖尿病足溃疡的因素之一,研究糖尿病患者步态周期内不同时刻的足底压力有助于设计防护鞋具。目的:分析糖尿病患者足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力,设计中底结构,优化减压效果。方法:开展足底压力试验,分析糖尿病神经病变患者、无神经病变的糖尿病患者与健康人在足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力差异。构建足部有限元模型,设计乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底和不同模量的热塑性聚氨酯菱形晶格中底,分析神经病变患者使用不同中底时足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力及软组织应力变化,优化糖尿病防护鞋结构尺寸。结果与结论:①神经病变组前掌推离时刻的足底压力峰值比健康对照组高22.2%,差异有显著性意义(P<0.05);②乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底使神经病变患者足跟撞击和前掌推离时刻的足底压力峰值分别降低13.0%和12.9%,使软组织应力峰值分别降低18.2%和11.1%;③优化的菱形晶格结构将患者2个时刻的足底压力峰值分别降低41.6%和48.4%,将软组织应力峰值分别降低41.4%和49.8%;④提示开发糖尿病防护鞋具应重视对前掌推离时刻的减压,菱形晶格结构能实现比传统乙烯-醋酸乙烯酯共聚物中底更好的效果。
- 曹子君王芳李雪梅李雪梅李明新张宇杨涛刘国庆张建国
- 关键词：糖尿病足底压力步态生物力学中底晶格结构
- 钢坯快速标示设备的设计与动力学仿真
- 2023年
- 为了满足钢厂对钢坯标示快速、清晰且内容量大的要求,将广泛应用于轻工行业的激光标示技术应用到钢坯标示中,设计了一种新型钢坯快速标示设备,该设备中上箱体及其标示机构能够在短时内实现测距、喷底漆、标示、扫码四种功能。使用SolidWorks建立了钢坯快速标示设备的三维仿真模型。由于上箱体要在往复高变速运动下完成动作,上箱体内的标示机构将承受很大的动载荷,上箱体运动到标示位置对钢坯进行标示时标示机构的瞬态响应会影响标示的清晰,采用ANSYS Workbench对上箱体进行了动力学分析,包括预应力模态分析和瞬态动力学分析。预应力模态分析上箱体框架结构得出了前6阶模态固有频率和振型,为机构避免共振提供依据。瞬态动力学分析探究了移动上箱体及其标示机构在运动到标示位置时的应力和Z向变形。结果显示,设备在往复高变速工作过程中强度和刚度能够满足设计要求,标示机构的变形在标示精度容许的误差内,保证了标示精度,完成了设备的设计制造及现场调试,获得了用户的肯定。
- 傅旻张铨志王芳王芳
- 关键词：动力学模型模态分析
- 非均相Fenton降解造纸模拟物——紫丁香醇的研究被引量：2
- 2011年
- 在自制的圆柱型双层玻璃反应器中,考查了非均相Fenton试剂对木素类模型物紫丁香醇(SL)的降解效果,探讨了溶液酸碱度、SL溶液初始浓度、H2O2用量、催化剂投加量、反应时间以及紫外光等因素对紫丁香醇降解的影响。结果表明,在室温条件下,当体系的pH值为3.0、H2O2用量为2Qth(2倍理论量),催化剂量为0.5 g时,浓度为50.0 mg/L的SL在60 min时的去除率可达57.89%;溶液pH值增大,去除率会相应减小;当体系中引入紫外光后,Fenton催化降解SL的效果明显增强,相同条件下,45 min时其降解率可达98.01%。
- 王昶付立芬王芳姚兆辰贾青竹
- 关键词：非均相FENTON试剂
- 挥鞭样仿真全颈椎有限元模型的建立和验证被引量：4
- 2008年
- 目的建立并验证中国人全颈椎有限元模型,以期用于挥鞭样损伤分析。方法运用螺旋CT扫描技术、Ma-terialisc mimics、逆向软件及Pro-E进行三维重建;运用TrueGrid划分网格;模型用志愿者后碰撞(挥鞭)试验数据进行验证。结果模型由椎骨、椎间盘、小关节、韧带和肌肉等结构组成,共得到15023个单元和24916个节点,其中实体单元14626个、杆单元19个、索单元378个。仿真中得到的头颈部加速度、位移、旋转角度、角加速度等运动曲线和实验结果基本吻合。结论模型高质量的八节点六面体单元,提高了计算的速度和稳定性。模型用于挥鞭样损伤分析,对于预防、诊断、治疗具有重要意义。
- 王芳张建国薛强张澍
- 关键词：颈椎有限元模型挥鞭样损伤
- 可变刚度缓冲鞋垫结构设计及优化被引量：4
- 2023年
- 目的设计X型结构变刚度缓冲鞋垫,探究其对糖尿病截趾患者足底表面压力和内部应力的影响。方法基于CT影像建立糖尿病截趾患者足部-小腿有限元模型,根据足底压力分布特征进行鞋垫区域划分。设计X型结构3D打印缓冲鞋垫,通过改变结构面板厚度改变结构的模量,对划分区域填充不同模量的X型结构方案进行仿真分析。结果糖尿病截趾患者足底峰值压力在跟骨区,足趾区选用面板厚度1.2 mm结构、跖骨区选用面板厚度1.4 mm、足弓区选用面板厚度2.0 mm和足跟区选用面板厚度1.6 mm组合后的鞋垫减压效果最好。与赤足相比,此方案鞋垫分别降低足跟区峰值压力、趾骨区峰值压力和足底软组织内部应力40.18%、31.7%和50.45%。结论变刚度下3D打印鞋垫可有效降低足底表面压力、内部应力,减小二次截趾概率。
- 胡军刘国庆王芳王芳曹子君张宇杨涛张建国
- 关键词：变刚度足底压力
- 不同屈曲状态下肘关节内侧副韧带生物力学的有限元分析被引量：2
- 2019年
- 通过建立肘关节三维有限元模型,研究内侧副韧带维持肘关节稳定性的作用。本文基于正常人体肘关节计算机断层扫描(CT)图像数据,运用逆向工程方法建立肘关节三维几何模型。在有限元前处理软件中根据解剖学结构直接构建韧带和关节面软骨,并为模型赋予材料及接触。通过将处于中立0°位的肘关节仿真与试验数据对比,验证了模型的有效性。继而计算肘关节中立位分别屈曲15、30、45、60、75、90、105、120、135°时内侧副韧带的应力大小及分布。结果表明肘关节在不同屈曲角度受力时,内侧副韧带前束承受的应力最大,后束次之,斜束承受的应力最小,数值趋于0。由此可以推断,肘关节内侧副韧带在维持肘关节稳定方面,前束起主导作用,后束起辅助作用,斜束起的作用最小。本研究可为由内侧副韧带损伤所引起的肘关节不稳定的临床治疗提供理论依据。
- 潘奎王芳张建国张建国时培珍李明新周劲松
- 关键词：肘关节屈曲内侧副韧带应力
