基本概念
2、应力与应变
• 应力
指物体单位面积所受的力的 大小，应力=力/受力面积。 单位与压强单位一致，为 帕斯卡。
• 应变
指在应力的作用下物体局 部发生的形态变化率，应 变=形态变化量/原形态量 （如图），是百分比，无 单位。
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基本概念
3、刚度与强度
• 刚度 某受力物体发生单位量的
应变时所需的应力，刚度 =应 力/应变，单位为牛顿/米。是 描述受力物体抵抗变形能力的 概念。 • 强度
某物体受力发生永久变形和断裂 时所需要的应力，单位与力的单位 一致，为牛顿。是描述受力物体坚 固程度的概念
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基本概念
4、刚心与质心
• 刚心
刚度中心，抵抗受力变形的主 力区。
皮肤缺损合并骨缺损封闭创伤负压 引外流固术定支的架护的理力学流原程理 研究
汪志举 赤峰市医院
内蒙古医科大学附属赤峰临床医学院 骨科 ChiFeng Municipal Hospital
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历史回顾
Malgaigne 1843年提出一 个机械装置
（髌骨）
1902年比利时 Lambotte扩展了应用 并首先系统应用了简 单的单边半针外固定
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外固定架稳定原理分析 3.3.5外固定架偏心距分析----人体质心
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总结1-------单边外固定架稳定性相关因素
• 共有8个因素
针-骨接触面积 连接杆的成分
连接杆的粗细 固定针的粗细
固定针数量
固定针之间的距离
骨与连接杆距离
布置对称结构刚心与形心重 合；布置不对称结构刚心偏 向构件刚度集中区。
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外固定架稳定基本原理
3.3.3偏心原理
竖向载荷干扰质心产生惯性力----支撑结构弯曲 横向载荷干扰质心产生惯性力----质心围绕刚心转
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外固定架稳定的基本原理 • 3.3.4外固定架偏心距分析-----刚心
支点到力作用线的距离
旋转中心到力的作用线距离
结构质心与承重刚心的距离
应变总量是以
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上三因素之和 注意：骨质疏松钉道松动是属于结合刚度范畴
外固定架稳定的基本原理
3.3.1质心：质量中心， 与密度分布相关；
立正站立状态人体质心、形 心与重心重合
3.3.2刚心 ：刚度中心， 与受力构件布置相关；
架
随后Lambotte进行了 改进
加压牵引
前苏联把技术集中在带有张 力的全针的应用上
（ILlizarov环形全针外固定 架）
单边全针外固定架
设计了带有球形的万 向节的外固定架能在 三维层面上进行复位
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历史回顾
• 发展过程 单边外固定架
环形外固定架
双边外固定架
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外固定架的作用
• 中和强大外力，维持骨折端 的机械稳定性！
• 维持折端稳定与哪些量相关？ 能否用力学术语描述？
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基本概念
1、构件与结构
• 结构 建筑物受力部分的整体构造 • 构件 组成整体构造的元件 • 连接 将各个元件连成一体的各个连 接转换点。
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外固定架稳定的基本原理
2、固定强度相关因素
主要与固定物横截面相关，外固定架 放置于体外，可以无限大
3、固定刚度相关因素
3.1跨度段刚度
主要与跨度段长度、横截面积相关
3.2结合段刚度
主要与结合螺钉数、骨与针杆距离、 连接刚度相关
3.3偏心距的大小
总固定刚度=应力/应变总量
• 质心
质量中心，各种外力的作用点， 如重心。
• 形心
形状的几何中心。
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外固定架稳定的基本原理
1、Hale Waihona Puke 定性相关因素1.1固定刚度
一种固定结构最终形成的约束 折端外力变形的约束刚度。 与折端应变密切相关
1.2固定强度
一种固定结构最终形成的抵抗 外力毁损的约束强度。 与应力集中点密切相关，因为断 裂毁损首先发生于应力集中处
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致谢
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固定针到旋转中心距离
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总结2-----外固定架构型对稳定性的影响 • 外固定架的稳定能力
环形------三维稳定好 双边-------二维稳定尚好，三维稳定不如环形 单边------ 二维及三维稳定性均相对较差
• 外固定架应用时应该在构型上进一步思考！
简支及三维构型是良好的选项，尽量减少悬臂构型。结 合各外固定架的优缺点灵活构型组合外固定架。