元分析研究方法范文

元分析研究方法篇1

关键词:电力网络;瞬态响应;分布参数;分裂法

引言

随着经济的飞速发展,对电力的需求越来越多,电力系统发展的势头更是突飞猛进。为了提高电力系统的可靠性和经济性,出现了越来越多的大型互联电力系统,使电力系统的网络结构更加复杂.由于网络规模的庞大、电压等级的提高以及交直流输电系统的应用,在某些情况下,要想准确分析电网的工作状态,电力系统中的元器件模型,如电力传输线,已不能用简单的集总参数模型去描述,必须采用分布参数的模型描述。这使复杂的电力网络模型包含了分布参数元件模型,使电力系统的分析更加复杂。众所周知,以往对保护整定的计算,均基于集总参数的对称分量法,忽略了分布电容,而500kv及以上线路采用分裂导线,线路分布电容大,各相对地电容和相间电容引起的相间电容电流很大。由于线路长、电压高,线路充电电容电流也很大。因此线路两端电流的大小和相位,均受电容电流的影响而变化,尤其当负荷电流和短路电流较小时,其影响更为严重,从而很可能影响继电保护的正确动作。超高压输电线路分布参数对保护动作行为的影响,越来越引起人们的广泛关注。一些学者认为:在分析和研究超高压输电系统的有关问题时,一定要考虑分布参数的影响。

1. 电力传输线时域等效模型及其离散时域模型

电力传输线是工程实际中经常遇到的一种典型分布参数元件,对其模型的建立和分析方法的研究具有一般性和实际应用价值。为此本文以电力传输线为例,研究分布参数元件模型的建立以及在此基础之上电力系统的瞬态响应的分裂算法。电力传输线模型的描述方法有两种:其一,用电报方程描述;其二,用多级型或多级型集总参数电路描述。电力系统中常用的传输线是三相传输线,所以在下面的研究中将以三相传输线为例,为了不使分析过于复杂,仅考虑无损的情况。图1中元件参数,、和。、、及分别为单位长度三相传输线的电感、相间电容、接地电容及相间互感值。三相传输线模型可由图1所示电路的互联电路构成,如图2所示。显然, 越小,互联电路模型越接近于电力传输线的实际特性,而其数学模型的状态变量数也越多,若采用文献介绍的电力子网络模型去描述电力传输线的集总参数模型将使计算量过大。因此,本文将采用分裂理论研究其模型的建立。

将传输线及集总参数电路模型分解成若干个子电路。显然,每个子电路的状态变量数小于传输线的集总参数电路模型的状态变量数。设t=0时刻,三相传输线发生换路。在t=qT时刻,分开各子电路之间的连接节点和公共节点,则三相传输线被分解成一些独立的子电路,从分割时刻起,各独立子电路都将继续进行自己的动态过程。由文献的研究结果可知:在时间段内,三相传输线的各子电路可用多端子动态电源等效替代。对于均匀传输线,合理地划分传输线,可使各子电路具有相同的结构和参数。在这种情况下,为获得各子电路自身的动态特性,可对其中之一进行分析。这将简化分析传输线的过程,同时也减小了对传输线信息的存储量。在时刻,传输线的独立子电路模型可用如图3,图4所示的两种离散时域模型之一等效替代。

2.传输线等效互联电路的计算

由图3等效三端子电流源模型组成的互联电路,如图5所示。在时刻,利用节点电压法对该电路进行分析,可写出线性方程:

式中,常系数电导矩阵(阶数,为子电路数)具有

下列结构:

对于均匀传输线,,()为传输线子电路不同端子间的互导纳,为子系统不同端子的自导纳,、分别为互联系统的节点电压向量和由支路电流源组成的向量(尺寸为:):

由传输线其余类型等效离散时域模型所组成的互联系统,其方程组(1)的系数矩阵也具有带型的结构。由方程组(1)可求出联络支路的状态向量,从而求出各子电路外端子的电压状态向量。因此,系统其余状态变量动态过程可参考文献介绍的方法在子电路内完成。

3. 算例

3.1 算例1

无损三相均匀传输线长度为,选取积分步长,分解缝合时间间隔为2.5s分解次数为1000次,子电路数,则每个子电路代表的传输线长度为100km,每个子电路用10个单元去替代,子电路中的每个单元表示的长度为10km,则每个子电路所含的状态变量数为63,T型集总参数表示的三相传输线的单元电路中,三相传输线的电感为,接地电容为。下面分别对三相传输线的相间电容及相间互感取不同值时,利用本文研究的算法编写的程序对三相传输线合闸瞬间末端的电压变化进行研究。为了便于观察及考虑实际电路中的所加电压相差的相角,对三相传输线分别加上1v、0.5v、-0.5v的瞬态电压,分析三相传输线不同相1000km处的电压。

1)不考虑三相传输线相间的影响,即相间互感,相间电容,此时三相传输线相当于三个独立的单相传输线,此时的三相传输线不同相1000km处的电压如图6。为了应证本次模型的正确性及算法程序的正确,对单相传输线运用Matlab 进行计算,可以看出本文的模型、算法及程序是正确的,而且本文程序的计算时间远远小于Matlab 的仿真所花的时间。

2)考虑传输线相间的影响,取相间电容,相间互感 ,此时三相传输线不同相1000km处的电压如图7。

从以上的分析可以看出,相间电容和电感的变化对三相传输线的末端状态变量影响很大。

3.2 算例2

电力变压器单相绕组的集总参数互连电路如图8。选取积分步长 ,分解缝合时间间隔, 分解次数为1000次,子电路数N=50,每个子电路所含的状态变量数为21,,, ,,运用本文的模型、算法及编写的程序进行计算得的电压如图9所示:

4. 结语

只需计算在时间段内,每段传输线的冲激响应矩阵值。在每一次积分步长的计算中,无须确

定传输线的所有状态值,但需要确定在时刻,传输线的所有状态值;对由各段传输线的等效多端抖动电源组成的互联电路的计算,可以应用带宽方程组的解法;由于子电路的等效多端动态电源及其自由动态过程具有明显的物理意义。所以可以利用任何已有的方法得出,而不仅限于状态方程法。本方法特别适用于对均匀传输线瞬态过程的分析。

参考文献

[1]任洪林,陈学允. 分裂法在线性三端级联电路瞬态分析中的应用. 电工技术学报. No1, 2000.

[2]宋丽群,黄守盟,陈昆薇 超高压输电线路分布参数对保护动作行为的影响. 武汉水利电力大学学报 Vol.28,No. 1,Feb,1995

[3]任洪林分裂法在动态电路中的理论研究及其应用 哈尔滨工业大学博士后论文,1999年9月

元分析研究方法篇2

在人口研究中的应用现状在20世纪80年代，我国的人口研究中很少使用多元统计分析技术。进入90年代后，随着各种多元统计分析方法的引入和统计分析软件的使用，统计分析技术在人口研究中得到了广泛的应用。多元统计分析技术能够定量分析经济因素、社会因素和人口因素之间的关系，从而更好地解释人口现象。

1.我国人口研究中多元统计分析的特点

我国人口研究问题中多元统计分析技术的应用呈现出多样化的特点，主要表现在统计方法的多样性和统计分析内容的多样性。前面提到的多元线性回归方法、logistic回归分析方法以及聚类分析等多元统计分析方法在我国人口研究中都有应用。统计分析内容更是涉及生殖健康、居住类型以及人均收入水平等生活的各个方面。

2.我国人口研究中多元统计分析数据特点

我国在人口研究中的多元统计分析数据主要来源于抽样调查和典型调查等，统计分析的单位主要是以个人和家庭等个体单位为主。在数据类型方面，我国人口问题研究中的多元分析数据以横截面数据为主，时间序列数据极少用到。

二、我国人口研究中多元统计分析技术存在的主要问题

由于多元统计分析技术在我国人口研究中的应用时间比较短，很多人口研究人员对多元统计分析技术也没有经过系统的学习，在实际应用中难免会出现一些问题。

1.人口研究中多元统计分析方法

使用错误统计方法主要由研究目的和研究数据决定。但在实际应用中，由于研究人员难以正确区分各个统计方法，从而出现随意选择的现象。通过查阅用多元统计方法研究人口问题的相关文献我们发现，在进行人口问题研究时使用最多的就是多元线性回归模型。虽然多元线性回归模型具有易于理解和分析简便的特点，但它主要是研究一个目标受多个因素影响时的情形。很多文献没有注意到这个问题，从而错误地使用了该方法。

2.多元统计分析

中缺乏评价和检验评价和检验是多元统计分析的一个重要内容，因为很多统计方法只有结合实际，才能更好地确定自己的模型建立是否恰当，才能更好地解释模型中各个变量的实际意义。但在人口研究的实际应用中，很多研究人员只是注重对统计结果的分析，而忽略了模型的检验和评价。对模型的评价主要是指模型对观测数据的拟合程度，每一种多元统计方法都有相应的模型评价方法和指标。对模型的检验主要是指显著性检验，从而判断该模型中各变量之间的关系是否存在。因此，模型评价和检验是多元统计分析不可分割的一部分，读者也只有通过这些内容才能更好地理解人口研究报告中所描述的现象。然而通过统计可以发现，很多有关人口研究的统计报告都缺乏模型评价和检验者方面的内容。

三、结束语

多元统计分析中的很多方法都适用于人口研究。近年来，随着统计学科和计算机技术的发展，多元统计分析技术在人口研究中也得到了广泛的应用。我国人口研究对多元统计分析技术的应用呈现出多样化的特点，多元统计分析的数据来源以抽样调查和横截面数据为主。但由于我国人口研究中多元统计分析技术的引入比较晚，在实际应用中仍存在较多的问题需要改善。

元分析研究方法篇3

关键词：人格 元分析 大学生

近年来人格心理学的课题越来越多的受到学者重视，而大学生又是学者研究的热点群体，很多学者对大学生人格特质的性别差异和文理差异进行探讨。早在三十年代的时候研究学者就提出将男性气质和女性气质作为人格两级的观点并加以推广，认为人格因素与成才关系密切，不同层次的人才均存在最优化的人格特征。对人格的探索主要使用两类方法，一类是结构明确的问卷测验，另一类是结构不明确的投射测验。而在使用问卷测验作为研究方法的课题中多使用卡特尔十六项人格因素测验来测量人格特征。此测验是美国伊利诺州立大学卡特尔教授用因素分析法编制，将人格特征分为十六个因素进行分析，在做这类研究的时候，学者一般是根据研究结果给出分析讨论。

元分析是研究文献的一种数量化综述方法，是对已有大量实证文献的再次统计。通过对相关文献中的统计指标利用相应的统计公式，做更进一步统计分析。并根据获得的统计显著性等来分析两个变量间真实的相关关系。研究对已有关于大学生人格特征性别和学科差异方面的课题进行元分析，以促进健康人格的形成，进而提高大学生的心理健康水平。其中性别差异分析包括对男女生十六个因素的分析；学科差异分析包括对文理科生十六个因素的分析。除此之外对研究报告质量、出版年代和地域差异效应进行分析。

一、对象与方法

研究尽可能获取已出版和未出版文献，要求论文的研究对象是大学生；施测时间从1995到2011年；报告男女生在各因子得分；将大学生团体按文理分科，报告各因子得分；报告性别与文理差异的显著性检验值。

按照标准在中国期刊网、中文期刊数据库和中国优秀硕士学位论文数据库检索大学生和人格特征，共命中从1995到2011年的研究成果220篇，依照标准选取26篇，在选取时考虑入选文献的作者、年代、地区和期刊种类以及总样本数。

二、统计方法

2.1编码

元分析中引进的文献可能是低质量的，因此专家建议将报告质量作为一项中介变量考察。本文将研究报告分为核心期刊/一般刊物和学位论文三类,编码分为核心刊物/一般刊物/学位论文。研究还对被试来源和研究报告出版年代编码，分为东部/中部/西部。

2.2效应值的大小

大学生个性特征的性别及专业的关系如何可通过平均效应值回答。当研究包括平均数和标准差时，直接算出值

假设男生比女生人格特征因素得高时d值为正，否则为负。学科差异中假设理科生人格特征因素得分高于文科生时d值为正，否则为负。

三、结果

研究报告26篇文献的基本统计情况与性别与文理差异分析的平均效应值，失安全数、标准误、平均效果量95%的置信区间和出版年代效应、报告质量效应与地域差异效应。

3.1性别学科差异元分析

我们采用效应值的无偏估计来计算26个d均值。当实验组和控制组样本容量大于10、效应值小于1.5时,该加权方法有效。

本文根据专家的经验标准判断效果量。把效果量的绝对值以0.2与0.7为界分成小中大三类。但只依靠效果量分析是不够的，还要敏感性分析。

失安全数是评估元分析的有用指标。当结果有统计学意义时，使用失安全数可以计算最少需多少个未发表的研究才能使元分析的结论逆转。本分析使用此指标测量元分析的可靠性。公式Nfs0.05=(∑z/1.645)2-K,K为已发表研究数。

失安全数越大，需逆转结果的未发表研究越多，元分析结论越可靠。本文同时报告平均效果量95%置信区间。置信区间可于假设检验，若95%的置信区间包含0则p>0.05，无统计学意义；若95%的置信区间不包含0则p

由上表可看出，近17年来男女生在乐群性、稳定性、敏感性、幻想性上有中等效应，有统计学意义且失安全数大。在恃强性、敢为性、世故性、实验性、独立性、自律性、紧张性上有小效应。学科差异分析中，文理科学生在乐群性、敏感性、实验性上有中等效应，有统计学意义且失安全数大，而其他人格特征的效应值较小。

3.2三种效应

三者与平均效果量的相关

用16种人格特质分别与文献质量和地域差异做相关。结果在性别差异分析中，地域差异和世故性、自律性相关显著；出版年代和敏感性相关显著。在学科差异分析中，文献质量和有恒性、世故性相关显著；地域差异和幻想性、忧虑性相关显著；出版年代和乐群性、幻想性、世故性相关显著。

三者和平均效果量的回归分析

以文献质量、地域差异和出版年代为预测变量，平均效果量为因变量做多元回归分析。平均效果量以样本加权，使用逐步回归法，在同一模型中进行探索性回归分析。[8]结果表明，性别差异分析的差异分析中文献质量、地域差异和出版年代对因子平均效果量的多元回归分析中，出版年代进入回归方程。出版年代效应能解释平均效果量的20%左右。在学科差异分析的三者对平均效果量的多元分析中，出版年代效应和文献质量进入回归方程。出版年代效应能解释平均效果量变异的39%左右，二者合起来能解释变异的一半。

四、讨论

近17年来大学生的人格特征具有明显的性别和学科差异。女生情绪开朗，乐于合作，对环境适应性强。情绪波动较明显，有时易感情用事，缺乏耐心与恒心。男生喜欢独自，办事稳妥合规。情绪稳定，能面对现实。有时固执任性，显得冷酷。云南师范大学罗国忠指出，中学生人格特质存在性别差异。女生的乐群性、敏感性、幻想性和自律性特质高于男生，男生的稳定性和恃强性特质高于女生,具有统计学显著性。这个结果与本研究非常类似，说明人格具有差异性和相对稳定性。

分析表明，文献质量和出版年代常使不同的研究结果不一致。这可能是元分析发表偏倚造成。发表偏倚指统计学上有意义的阳性研究结果较统计学上没有意义的阴性研究结果或无效研究结果更易发表。这会对元分析结果的真实性和可靠性产生影响。元分析是基于以往研究的的量化综述研究，其研究质量受到搜集的文献质量的影响。本研究虽尽量广泛收集数据，但数据仍不够丰富。另外大学生的人格特征受性别和学科影响的同时，也受到城乡差异和独生非独生子女等因素的影响，但由于文献中数据不足不能符合元分析的条件，未能一一进行研究。

性别和学科差异分析中存在出版年代效应。这可能是由于每一批被试出生年代的差异，让他们经历特定的社会历史文化环境，由此影响他们在人格特征的得分情况。也有学者使用出生组效应代替出版年代效应。因此以后的研究可使用横断历史研究对人格特征发展做进一步元分析。

参考文献：

[1]范会勇.张进辅,过去十年中学生SCL-90调查结果的元分析[J].心理科学,2005

[2]毛良斌,郑全全.元分析的特点方法及其应用的现状分析[J].应用心理学,2005

[3]权朝鲁.效果量的意义及测定方法[J].心理学探新,2003

元分析研究方法篇4

[关键词]机械工程 研究生 有限元分析 实践能力 教学实践

[中图分类号] G643 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2015）08-0160-02

一、引言

机械工程研究生的培养，是机械工程学科人才培养的主要方面，在国内相关的科研院所、企业主要技术管理岗位，毕业研究生已经成为主力军。机械工程的硕士研究生除需要系统知识以外，更要求有一定的动手实践能力。根据文献调查，目前机械工程研究生培养主要存在两个问题[1] [2] [3]：理论方法和虚拟仿真水平较高，动手设计研发能力差；与工程实践严重脱节，不重视实验验证，在工作岗位上力不从心。为克服上述问题，需要在研究生培养环节重视该方面能力的锻炼，增加研究生在实践方面的研究和经历，并借助一些要求动手实践能力强的课程进行针对性的因材施教。有限元分析（FEA）是机械工程研究生的必修课，是进行机械工程领域的机械系统的仿真、结构和零件力学计算问题分析、机械系统或结构动力性能分析、振动分析以及加工过程仿真的必不可少的工具。因此提高机械工程研究生的有限元分析实践能力是提高其动手能力和解决实际问题能力的重要方面之一。

二、机械工程有限元分析工程实践能力培养的现状

从2000年以来，有不少学者和高校进行了许多非常有益的教学改革和尝试，获得了较好的成果，如清华大学[4]对有限元分析课程的内容增加了先进软件的应用与工程实践相结合的教学方法，收到了良好的效果。浙江大学专门为机械工程硕士开放有限元学位课程。刘义[5]对有限元方法的教学提出增加通用软件训练和程序编写的内容，并在教学方面进行机械有限元工程实践能力的培养。虽然国内各个高校[3] [4] [5] [6]开始重视在机械工程领域开展有限元分析方面的实践训练和学习，但是和国外著名高校（如MIT的工程师学位教育[2] [7]）相比，对该方面的实践训练和教学仍然需要加强和提高。南京航空航天大学机电学院较早开设此课程，不但有理论课程的学习，同时增设了实践环节。通过几个学期的教学，我院取得了教学改革的良好效果，在此和读者分享。

三、对机械工程有限元分析实践能力培养特点的认识和理解

机械工程有限元分析课程与其他机械设计课程相似，都具有经验性和工程性很强的特点，一个不懂机械和力学的人，也可以建立很漂亮的模型，外人几乎无法看出其破绽与问题。但是这样的模型不能解决设计中出现的问题，有许多重要的经验与方法需要在真实的结构建模中才能领悟到。

机械工程有限元分析实践能力培养特点之一是有限元模型几何形状变化差异很大，需要按具体力学要求进行处理。不同的位置形状对网格形状的要求也不同。特点之二是不同的力学行为和关注的失效形式对建模的要求也不同。比如静力学问题，要求网格很细，而动力学问题则可以粗略。特点之三是边界条件复杂繁多，最难处理。这就需要对力学问题有深入全面的理解，并简化凝练，通过数学方法来描述复杂的边界条件，学会使用不同的时域、频域以及空间场等多种方式描述边界条件。特点之四是计算仿真结果的解读和评价，需要结合实际工程问题以及不同工况结果给出解读和评价。特点之五是随着计算机硬件和软件的发展，有限元分析方法也在软件方面出现了既适合多样性问题的大型通用分析软件（如NASTRAN，ANSYS），又有专用的针对某一类问题的软件（如汽车碰撞仿真的专用软件LSDYNA3D），研究生需要了解所研究的对象并能选用合适的软件。

四、提高研究生有限元分析实践应用能力的教学实践尝试

近年来，我校针对机械工程机械设计方向研究生在课程学习结束的基础上开设了有限元分析为主的实验课。该课程内容精心设计，有以下明显的特点：1.要求使用3D软件[如creo（proE），UG，CATIA]对实际问题进行三维建模，可以进行较为复杂的机械结构建模。通过这样的训练，使研究生在这样的阶段得到较深入的认识，对复杂工程问题建模不再惧怕。2.要求使用Hypermesh专业有限元网格划分软件对较复杂的结构进行色彩、特性等的分组，很容易实现复杂模型的管理。3.对各样的力学问题，从静力学、接触问题、动力学模态和响应计算以及非线性问题都进行从简到繁的训练。4.为了克服有限元仿真是虚拟的，经常脱离工程实际结果，我们所使用的例子增加了解析解和实验测试的问题，使得这样的训练更真实。比如在静力学方面我们安排了悬臂梁弯曲变形的例子，对典型齿轮齿根弯曲应力进行分析，以及对一对齿轮的接触分析进行计算，因为这些实例都有较准确的解析结果或经验公式。在动力学方面安排了两个典型例子，一个是螺栓连接框架结构的模态分析，另一个是典型航天轻型接触结构的自由模态分析和随机振动分析，这两个例子都具有试验的测试结果。5.为增加对有限元分析结果的评价和认识，对一些例子尝试使用量化的比较方法进行更进一步的练习。比如用螺栓连接框架结构对计算与实验的模态振型置信度MAC指标进行量化的比较，这样的评价更为客观，使有限元分析能够做到有的放矢，不至偏离太远。6.引入有限元模型修正的方法。有限元模型修正技术是为了提高仿真计算的精度，在结构动力学领域渐渐发展起来的一项二次改进开发的技术，通过修正有误差的参数使有限元分析的模态参数或频率响应或时域响应与实验的响应更加吻合。我们使用较简单的框架结构，由于其连接结构刚度不确定，使用弹簧单元来描述其连接刚度，选取四阶主要的结构模态振型和频率作为目标，使用手工调整和MATLAB编程的形式来修正连接参数，通过这样的实践练习可以使研究生对结构模态、灵敏度和建模的认识更加清楚，为将来的建模提供原则性的指导。7.结合工程实践，凝练工程实例，从工程实践出发，指导学生自主建模和分析。近几年我们在横向科研活动中积累了不同领域具有代表性的工程结构有限元分析实例，通过整理，选取一些实例作为研究生的工程实践训练。这些实例包括：某型挖掘机的回转支承轴承动力分析；大型磨机（含基础）振动分析；大型传动系统的扭振分析；某型航天电子设备机箱的环境振动与强度校核；典型动车整车的系统等效建模与模态分析；车辆驾驶室的大变形落物和侧翻变形安全分析；含机器人的整体框架动强度校核；液压圆锥破碎机动力学分析与强度校核。这些工程实例多数都有现场的动态响应实验为检验，通过选择上述仿真算例研究，研究生可以使研究生得到直接的训练。在老师的指导下，研究生可以对工程结构有限元分析有更为真实的经验，同时也提高了研究生在这些方面的兴趣。

五、总结与讨论

通过精心设计有限元分析实践应用能力的实验课程与教学实践，通过复杂有限元建模，在先进3D软件、建模软件和分析软件的应用、结果评价、误差参数校准修正以及与工程结构紧密结合等方面，对提高机械工程研究生的动手能力和解决实际复杂机械系统设计计算问题的能力有了较大的帮助。但综合提高研究生的各项业务能力是个系统工程，需要更加全面的按照机械工程人才培养的客观规律，借鉴国内外高等教育的先进经验，结合现阶段我国人才经济发展需要，逐步改善和勇于探索，为祖国机械工业培养更多更高素质的人才。

[ 注 释 ]

[1] 朱剑英.机械工程与制造业的全球展望与中国机械工程研究生教育改革[J].机械制造与自动化，2009（1）：6-14.

[2] 王国强，赵春江.中外大学机械工程专业研究生教育模式比较分析研究[J].中国高教研究，2009（5）：29-32.

[3] 钟良.教学模式：西南科技大学机械工程类研究生培养模式探索[J].教育教学论坛，2012（2）：92-93.

[4] 曾攀.重视传统课程的教改，培养高素质人才――谈研究生学位课《有限元分析及应用》的教改体会[J].学位与研究生教育，2000（1）：31-34.

[5] 刘义，薛玉君.机械工程研究生“有限单元法”课程教学探讨[J].中国电力教育，2012（6）：40-41.

[6] 范孟豹，李威，杨雪锋，王禹桥.企业研究生工作站模式下机械工程专业学位研究生培养机制的探索与实践[J].学位与研究生教育，2014（3）：38-39.

元分析研究方法篇5

[关键词] 颈椎；胸椎；腰椎；脊柱畸形；有限元

[中图分类号] R682[文献标识码] A[文章编号] 1673-7210（2014）05（a）-0167-03

Application progress and prospect of finite element analysis in spine malformation

QIU Yunpeng HUO Hongjun

Department of Spine Surgery, the Second Affiliated Hospital of Inner Mongolia Medical University, Inner Mongolia Autonomous Region, Hohhot 010059, China

[Abstract] Spinal finite element method is a relatively new research method in recent years in spine biomechanics, which has been widely used now. This study describe the development process of the finite element method, finite element method in cervical, thoracic and lumbar spinal; the article evaluate the present situation of the development and prospects of the finite element model in scoliosis and kyphos.

[Key words] Cervical vertebra; Thoracic vertebra; Lumbar vertebra; Spine malformation; Finite element method

有限元法又称有限元素法[1]，其基本思想是20世纪40年代由国外学者首先提出，并在20世纪60年代由平面弹性论文中用“有限元法”这个名称命名，这标志着有限元法的正式诞生。1970年，随着计算机和软件的发展，有限元又跟医学的发展紧密相连，并在骨科方面中得到充分的利用。通过有限元合理赋值得到接近正常的人体模型，从而可以有效地对人体结构的应力、应变及模拟分析，得出正确的结论，由于有限元模型具有重建不规则、复杂材料特性结构的能力以及易于重复模拟复杂静止或动态负重状态下的应力而应用越来越广泛。现阶段开发的有限元软件总体功能强大，模块齐全，在我国的市场占有量也最大，现在有限元分析法已经成为动物模型和尸体模型研究方法之后单独作为骨科生物力学研究有效方法和手段之一。

1 有限元分析法在脊柱外科中的应用优势

近年来由于随着计算机技术发展和软件的开发的不断进步，有限元法已经成为了解脊柱力学变化及脊柱疾患的研究非常有用的工具之一，模拟的条件不断进步并越来越接近正常、结果使人更加信服。与其它方面研究生物力学方法如动物标本和尸体标本相比较，有限元法更具有的优势，体现在多方面，可以显示脊柱内部生物结构受力及形变等情况[2]，并能将这种受力和形变情况以直观的图形来展示，如对脊柱的椎体、椎间盘和小关节在受力和形变情况下应力分布的显现，描述局部椎体及椎间盘在各种内固定条件下承受的应力变化等；可以对脊柱手术应用的内固材料本身的受力分布情况，分析内置物局部应力集中点等数据，如直观的显示椎弓根螺钉的局部应力分布等；可以在同一脊柱模型上反复进行试验研究，从而确保所施加的对象完全一致，从而在比较不同干预措施下的脊柱生物力学效果及所得数据更加准确等[3]。

2 有限元分析法在人体脊柱中的应用现状

有限元在人体脊柱外科领域的应用发展迅速。自国外学者首先建立腰椎的三维有限元模型，并进行模拟生物力学分析之后，国内外相关脊柱方面的研究逐渐从腰椎、颈椎、胸椎模型建立到全脊柱模型并从脊柱有限元模型的构建发展到脊柱疾患发病机制的研究、脊柱手术术前规划及术后疗效评估等方面的研究。

2.1 颈椎有限元模型的研究

1991年Saito等[4]建立了二维有限元模型，此模型是比较简单，它是在简化小关节的基础上的几何生物模型，导致了模型内部的压力分布、负荷分配的结果与实际结果相差较多。1993年，Kleinberger等[5]建立了第一个颈椎三维有限元模型，它虽然简化了许多重要结构，如缺乏关节突关节等，其应力结果分析不太理想。但是将颈椎的模型带入了三维时代。1997年Voo等[6]建立了局部节段颈椎模型，包括椎间盘及椎体使颈椎三维有限元模型构建了较为成熟的。固定下位椎体使上位椎体在其各个方向旋转时受力所得结果与体外实验相对比，结果较为符合实际。2006年陈强等[7]应用CT扫描所得的断层图像并对其重建的方法，建立了全颈椎三维有限元模型。2011年林国中等[8]建立了全颈椎三维有限元模型具有详细解剖结构，最终验证结果表明，该模型具有良好的生物逼真度。颈椎有限元分析经历了相对简单的二维模型到以CT扫描和三维重建技术为基础的单一椎体精细有限元网格构建，在到多节段颈椎椎体建模并在一定程度上再现椎间盘、小关节、韧带等非骨性结构的发展过程以及具有高仿真度仿真模型出现，经历了30余年时间，把对颈椎生物力学的研究带入了一个全新的领域，开辟了新的天地。有限元在颈椎模型方面研究及生物力学应用发展迅速。

2.2 胸椎有限元模型研究

人体胸椎连接胸廓结构复杂，从而使胸椎的有限元模性建立较晚，模型建立与生物力学研究结果与实际相差较大，2008年胡辉莹[9]等利用有限元软件辅助建立的人体胸廓三维有限元模型具有较高的真实性和精确度，为下一步人体胸椎包括胸廓有限元模型的分析提供了基础。2010年费琦等[10]建立了胸椎后凸的三维有限元模型，实验结果表明，当给予轴向压力后，椎间盘、终板及椎体整体的应力也成相应增加。2010年李筱贺等[11]在CT扫描结合逆向工程软件建立下胸椎三维有限元模型，通过计算机软件实现从CT图像中提取数据建立下胸椎，完成数据与逆向工程软件间的衔接，并将逆向工程技术引入模型的建立中，成功建立了表面形态和内部组织结构都与实体一致的模型，该模型具有结构完整、空间结构准确度高及单元划分精细等特点。实现了以用于计算机辅助设计、快速成型、有限元分析等领域的研究，从简单的胸椎模型到加入胸廓三维模型重建到生物力学的研究胸椎有限元模型真实性、精确度不断完善，并随着计算机软件技术成熟完善，得到进一步完善，应用越来越广。

2.3 腰椎有限元模型的研究

腰椎的有限元研究较早，自1975年Liu等[12]建立了第一个真正包括椎间盘的腰椎三维有限元模型，并模拟不同情况下的椎体的受力情况，将腰椎有限元的建立分析带入了全新时期，但对其椎体附件等结构未进行详细分析，1998年Goel等[13]首次通过应用CT扫描建立了局端腰椎的复杂三维有限元模型，此后又连续进行了脊柱外伤、椎体融合及椎间盘退变等临床研究。2004年Zander等[14]利用L3/～4的有限元模型，模拟依次切断部分韧带计算剩余韧带的应力。结果显示韧带的存在明显影响腰椎各节间的活动范围。2006年Rohlmann等[15]利用有限元模型评估在不同下所需躯干肌的肌力，通过考虑肌肉的作用后，脊柱三维有限元更逼真，有限元分析更符合实际情况。2009年闫家智等[16]研究表明，在给予施加轴向压缩力时，腰椎纤维环最大应力集中于髓核和终板中央，应力随轴向压缩力的增加而增大。EI-Rich等[17]建立了L2/3活动节段三维有限元模型，该研究表明，俯屈和伸展时应力的分布不同，从而使骨折的发生部位亦明显不同，该实验认为椎体后部结构在维持脊柱稳定性上起着重要作用。腰椎有限元从基础的椎体模型的建立到分节段椎体生物力学分析，再到腰椎全节段的模型建立在治疗腰椎疾病及术后评估发展迅速如，已成为研究脊柱外科的重要方法之一，并随着计算机软件的开发将越来越普及的应用。

3 有限元在脊柱畸形方面的研究现状

目前有限元分析法已进入脊柱侧凸、后凸及两者合并存在等热点的研究领域，学者们借助有限元分析方法，构建脊柱侧凸后凸的模型并深入的探讨了脊柱畸形的发病机制，相关结构的应力分布及结构改变所致身体其他部位的所连带的身体机能的改变，同时应用有限元研究脊柱疾患生物力学分析、内固定器械受力分布及脊柱手术术前规划、术后评估等问题。

3.1 脊柱侧凸畸形三维有限元研究

脊柱侧凸畸形有限元及内固定器材料的研究现阶段非常广泛，国内外的相关报道较多，Stokes等[18]将有限元模型应用于脊柱侧凸，将内固定器械应用于侧凸矫形生物力学的研究。2002年Grealou等[19]利用有限元对切除肋骨对脊柱侧凸畸形矫形的生物力学影响，并检测对胸廓的整体影响机制。2008年汪学松等[20]利用计算机软件成功地建立特发性脊柱侧弯的有限元模型，具有良好的仿生效果及生物逼真度，2010年韦兴等[21]腰椎侧凸螺钉内固手术矫正效果影响的定节段对有限元分析中建立了高仿真度腰椎侧凸模型，并得出结论：在保持一定固定范围条件下，间断减少非弧顶固定螺钉。在三维有限元模型上可得到较好的矫形效果。目前，对脊柱侧凸畸形的有限元模型的重建、对于脊柱侧凸的发生机制、脊柱侧凸畸形病程不断恶化的过程、脊柱侧凸形成过程中存在的相关机制以及对脊柱侧凸畸形手术术前规划，术后效果评估成为了大家关注的焦点。

3.2 脊柱后凸畸形的三维有限元研究

2003年程立明等[22]利用有限元软件构建脊柱后凸畸形的有限元模型，证实脊柱胸腰段后凸畸形改变了相应椎间盘的负荷应力分布，可能加快椎间盘退变并使其椎间盘后方易受损破坏。同年张美超等[23]利用三维有限元模型在正常与后凸畸形胸腰椎体力学性能比较中的应用中"在纵向压缩载荷下正常脊柱T12～L1段椎体后部容易损伤和骨折后T12～L1后凸脊柱T12～L1段椎体前部容易损伤和骨折。2004年国内学者建立了颈椎后凸畸形有限元模型并验证全椎板切除可以明显改变颈椎正常前凸转变为后凸：颈椎间盘和韧带结构对全椎板切除后颈椎曲度有显著影响，颈椎椎间盘、韧带结构对颈椎生理曲度有双重作用，颈椎椎间盘、韧带结构弹性模量减少，将加剧颈椎后凸曲度。另有学者利用CT扫描资料，输入有限元软件重建胸腰段椎体的三维有限元模型，其结构完善、外观逼真、数据精确性好，并模拟L1椎体骨质疏松性压缩性骨折及椎体后凸成形术治疗，总体来看对于脊柱后凸模型的建立及生物力学分析相对于脊柱侧凸研究较少，但未来的发展空间较大，利用模型应用于脊柱后凸矫形术前规划反面作用突出，将成为研究脊柱后凸畸形的重要方法之一[24-25]。

4 三维有限元在脊柱畸形方面应用的展望

高质量人体脊柱模型的建立成为进行有限元分析的关键，是进行脊柱畸形方面疾病研究的基础。现国内外已有脊柱的各节段高仿真有限元模型的建立的报道，并随着计算机软件开发及联合应用建模功能的发展强大，成功仿真模拟了脊柱侧凸、脊柱后凸的三维模型的建立，这种有限元分析方法将能够为脊柱侧凸、脊柱后凸的发病机制的及生物力学研究提供量化指标，协助医生研究脊柱畸形发病机制，预测患者的矫形过程和效果，并能针对具体患者进行个体化的仿真模拟操作和生物力学分析，为临床实践提供一定的理论依据，并为今后医生制定和优化脊柱侧凸、脊柱后凸的临床治疗方案开辟了新的途径。随着脊柱矫形生物力学研究的深入和计算机可视化技术发展，计算机辅助制订矫形策略可能是临床的发展趋势。

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元分析研究方法篇6

关键词：金属材料 理化检测 组成元素

在金属材料研究中，要了解金属材料的组成、结构和性能，必须通过理化检测手段及其检验理论研究予以解决，而且金属材料的组成、结构和性能之间的相互关系及其变化规律的研究与建立，也是通过理化检测的研究和测试工作的参与而得以实现的。因此对理化检测在金属材料研究中的地位和作用有一个不断认识的过程。在这里就理化检测的工作性质、研究内容和所解决的金属材料研究中的问题等方面谈一些认识和看法。

一、关于金属材料理化检测的方法和特点

理化检验又称“器具检验”，就是借助物理、化学的方法，使用某种测量工具或仪器设备，计量器具、仪器仪表和测试设备或化学物质和试验方法，对产品进行检验而获取检验结果的检验方法。理化检验一般分为物理性能检验、化学检验和金相检验等。

物理检验主要有：拉伸、弯曲、压缩、冲击等，主要是检验材料的力学性能的。

化学检验主要有：材料成分分析，是分析材料的化学成分的；晶间腐蚀应该也算化学检验，主要检验材料的耐腐蚀性能；

金相检验主要有：宏观金相，检查材料的缺陷，如气孔，裂纹等；微观金相，分析组织状态。

二、理化检测在金属材料研究中的研究内容

金属材料科学主要是研究金属材料的组成、结构与性能之间相互关系及其变化规律的科学。热力学、动力学、固体物理、固体化学、化学物理等基础学科为金属材料科学提供理论基础。金属材料的性能主要取决于金属材料内部的结构，金属材料的结构又取决于金属材料的组成、工艺参数等因素。因此，在金属材料研究中，必须深入探讨金属材料的性能与其组成、结构、工艺参数等因素相互间的内在联系，以确定合理的金属材料组成和最佳的制备工艺、加工工艺和处理工艺，从而获得最理想的内部结构和性能，以满足使用的要求。

在金属材料的组成研究中，材料的化学成分分析在施工中主要是材料的含C量、含Mn量、含Si量、含S量、含P量的分析即五大元素分析。对于其他Cr、Mo、V、Ti、Ni、Cu等元素的分析根据不同的检测要求确定。化学成分分析可以定量分析出材料的成分含量。另外使用光谱分析的方法也可以分析出材料的化学成分，但精度较低只可以大致确定一个范围值。因而对金属材料和无机非金属材料的主量和痕量元素的测定，应用较为普遍的方法有原子光谱法、分子光谱法、电化学法和常规化学法。

在理化检测领域中，尚有一门研究金属材料中第二相的类型、结构、组成、数量、形态、分布状态及合金元素在相际间的分配，进而建立其合金系同相组成以及相组成同合金性能之间的关系，并可应用于他类金属材料的物理-化学相分析科学。当然，在金属材料研究中，金属材料结构的设计和性能预测的工作，并从其化学元素组成预测高温合金的某种性能，有机大分子的分子设计、复合金属材料的组织设计和基于线弹性断裂力学对与一定尺寸以上裂纹长大与传播过程来预测寿命的方法方面获得一些成效。但由于金属材料结构和性能影响因素的复杂性和纯理论的局限性，要完全以“设计”和“预测”来代替其实际的理化检测研究和检测工作是不可能的。

三、解决金属材料研究中具体问题的实例

（1）原子吸收光谱法和原子荧光光谱法。原子吸收光谱法包括火焰原子吸收光谱法、石墨炉原子吸收光谱法、氢化物发生-原子吸收光谱法及流动注射与原子吸收光谱法联用等方法，目前已广泛用于金属材料中微量、痕量元素的分析测定。氢化物发生-原子荧光光谱法（HG-AFS）对于As、Se、Te、Bi、Sn、Pb、Ge、Hg、Sb、Cd等易挥发元素的测定具有较低的检出限，在地质、冶金、医药卫生、环境保护等方面得到广泛的应用。我国的氢化物发生-原子荧光光谱仪的制造技术和应用水平也一直处于国际领先地位。

（2）电感耦合等离子体原子发射光谱法和电感耦合等离子体质谱法。电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES）因可快速地进行多元素同时分析，测定灵敏度高，且有较宽的线性动态范围，良好的精密度和重复性等特点，已成为金属材料分析最常用的工具之一，建立了包括几乎所有种类材料的分析方法。固态阵列检测器原子发射光谱仪已逐渐成为ICP光谱仪的主流，其技术的改进和发展很快。电感耦合等离子体质谱法（ICP-MS）具有很低的检出限、很宽的动态线性范围、干扰少、分析精密度高、分析速度快、可进行多元素同时测定，具有良好的分辨率、可提供精确的同位素信息，在高纯金属材料和稀土元素分析方面显示了优越的性能。

（3）X射线荧光光谱法。近年来，X射线荧光光谱法（XRF）在分析铁合金中主要在杂质元素方面取得了不少进展。实验人员用纯铁作为稀释剂，经高频加热熔融，离心浇铸成块状样品，分别采用内层涂有氧化锆的陶瓷坩埚和插入石墨坩埚的陶瓷坩埚有效克服了铁合金存在的矿物效应及颗粒效应，结果表明，块状样品表面不同部位及不同深度的化学成分分布均匀，相同熔融条件下的样品重复性良好，解决了用粉末压片制样对测定结果带来的误差。采用此法成功进行了铌铁合金中铌、硅、磷和锰铁中锰、硅、磷的测定。

四、结论

理化检测学是研究建立物质的组成、结构和性能的测试方法，并提供其结果信息的科学。它在金属材料研究中，为金属材料提供其组成、结构和性能的准确结果，参与金属材料的组成、结构和性能间相互关系及其变化规律的研究与确立。所以，理化检测是金属材料研究的重要组成部分。理化检测技术的水平，是衡量一个国家科学技术水平的重要标志之一，理化检验工作的发展和提高，对于深入认识自然界的规律，促进科学技术进步和国民经济的发展，都起着十分重要的作用，因此我们应该更加重视理化检测。

参考文献

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元分析研究方法篇7

关键词：城市生活垃圾；焚烧飞灰；重金属形态分析

我国在进行城市生活垃圾处理的过程中往往采用焚烧的方法对城市生活垃圾进行处理，但是在处理的过程中，我国对于焚烧技术和燃烧产生废气的控制较为落后，会造成当即处理过程中的2次污染。影响到城市的整体生活环境，不利于城市生活垃圾处理质量的提升。近年来，随着我国经济社会的发展和科技水平的不断提升，我国在进行垃圾处理的过程中开始采用无害化处理的手段，使得垃圾的处理技术能够得到新的发展。本文旨在通过对城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的形态进行研究。为城市垃圾处理质量和效率的提升提供借鉴和帮助。

1 城市生活垃圾概述

1.1 城市生活垃圾的定义和基本性质

城市生活垃圾是随着我国城市化不断推进和城市人口不断增多而产生的垃圾形态城市生活垃圾，又被称为城市固体废弃物，是指城市居民在日常生活和生产过程中产生的固体废弃物。我国主要将城市生活垃圾分为食品垃圾、普通垃圾、医院垃圾、清扫垃圾。城市生活垃圾会为城市的生态环境和自然环境带来很大的压力，同时城市生活垃圾中含有大量的化学元素尤其是重金属元素这些元素都会对城市生活环境产生不良影响。

1.2 城市生活垃圾的处理方法

我国目前的对城市生活垃圾进行处理的过程中主要采用了卫生填埋法、焚烧法、垃圾堆肥法等，下面将对这3种方法进行分析。卫生填埋法是我国在进行城市生活垃圾处理过程中十分常用的一种方法，这种方法的主要特点是简单便捷，垃圾填埋处理能够对生活垃圾进行一次性的处理，同时能够减少生活垃圾对城市整体环境的影响。城市垃圾焚烧法是我国进行城市垃圾处理的一种新型方式，在运用焚烧法对垃圾进行处理的过程中，主要是通过高温燃烧技术使生活垃圾变成无机物，同时对燃烧垃圾的余热进行利用，运用于城市的发电和供暖工作。城市垃圾堆肥法是指对城市生活垃圾中的有机物进行分解，而形成相应的生物，肥料，通过对非法的处理能将垃圾中的有机物转变成有机肥料或者土壤的调节剂，实现废弃物的资源转化。

1.3 城市生活垃圾焚烧处理法概述

在采用垃圾焚烧法对城市生活垃圾进行处理的过程中能够大大降低城市生活垃圾的整体体积，能够在处理的过程中将垃圾燃烧所产生的热量用于供热和发电等。同时在使用这种方法进行了你追的过程中能够有效的杀灭垃圾中的病毒和细菌，减少城市生活垃圾对城市居民身体健康产生的影响。因此，我国目前在进行垃圾处理的过程中，主要采用了垃圾焚烧的方法。但是在进行处理的过程中会产生城市生活垃圾焚烧飞灰，其中的重金属元素会对城市生活环境和人们的身体健康产生不良影响。

2 城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属

2.1 重金属污染物的危害

在城市生活垃圾废水中含有大量的重金属元素这些重金属元素会对人体健康和自然环境产生重大危害，在城市生活垃圾的飞灰中存在的金属元素的整体性质较为活跃，很难在自然环境中进行降解。同时中间属元素在城市生活垃圾焚烧飞灰中能够进行自由的传播，影响到城市生活环境的整体质量，重金属元素会在生物的体内聚集，重金属元素聚集到一定程度的会导致生物的死亡。同时随着食物链的传递，会直接影响到人们的生命健康。由此可见，对城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属元素进行研究和处理显得十分重要。

2.2 重金属形态的研究概述

我国目前在对城市生活垃圾飞灰中重金属进行研究的过程中，主要是对重金属的形态进行研究。在进行研究的过程中，主要是对重金属污染物的总量和总体浓度进行测定，通过相应的指标来反映出城市生活垃圾飞灰中重金属的含量，以及对人体和城市生活环境产生的危害。同时在进行研究的过程中主要采用生物分析和独立研究的方法来开展研究工作，不仅要研究金属污染物的严重程度还要分析其具体的形态，探究城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属的来源变迁以及生物毒性。

2.3 重金属形态分析方法

在对城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属元素进行分析的过程中，主要采用的是重金属形态分析法。重金属形态分析法主要分为两种形式。一种形式为化学性的分析法，另一种形式为物理形态分析法。在采用化学形态分析法的过程中，主要对重金属元素的整体组成，重金属元素中的有害元素，以及重金属对人体健康产生危害的机理等进行研究。其中主要研究的金属元素为铜元素、铁元素等。在采用物理形态分析法进行研究的过程中，主要是对城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属组成进行研究。

3 城市生活垃圾焚烧飞灰中重金属形态分析

3.1 微波消解优化方案的确定

城市生活垃圾焚烧飞灰中的金属元素会对我国城市的整体生活环境和生态环境产生不良影响，同时会影响到城市生活垃圾的整体处理质量。要想设置微波消解优化方案就需要对城市生活垃圾焚烧飞灰开展熔融特性及稳定化研究，只有这样才能够提升我国城市生活垃圾的整体处理水平，更好地的完善微波消解优化方案建设。

3.2 城市生活垃圾焚烧飞灰的粒径分布

在对城市生活垃圾中的重金属进行研究的过程中主要是对锅炉飞灰等进行研究，在开展研究的过程中我们发现按照重金属直径部不同可以将生活垃圾中的有害金属元素按照直径大小分为七种，其中直径最小的在61微米，直径最大的在380微米左右。对于城市生活垃圾飞灰中有害金属直径进行对比和分析能够更好地开展垃圾处理工作，减少城市生活垃圾焚烧飞灰对城市生态环境和人们身体健康产生的影响。

3.3 锅炉飞灰样品重金属元素的形态分析

目前我国在对城市生活垃圾飞灰重金属元素进行研究的过程中主要对六种重金属元素进行分析，分别是：铜元素、铅元素、锌元素、锰元素、铁元素、铬元素。在对这六种元素进行研究的过程中不仅对金属元素的形态进行分析，同时对金属的元素的提取形态、还原形态等进行研究。通过本文的研究我们发现，不同的金属元素在城市生活垃圾飞灰中的形态不尽相同，通过对这种六种元素进行分析的过程中能够为城市生活垃圾的处理尤其是城市生活垃圾中重金属元素的处理提供重要借鉴和帮助。

3.4 酸洗飞灰样品重金属的形态分析

酸洗飞灰样品的重金属元素分布在我国城市生活垃圾焚烧飞灰中是一种十分特殊的垃圾形式，在酸洗飞灰中的金属元素按照颗粒直径主要是由120至180微米以及250至380微米的飞灰颗粒为主。同时在酸洗飞灰中主要的重金属元素为铅元素、锌元素、锰元素。在对这些重金属元素进行分析的过程中有着很大的难度，因此在进行处理的过程中需要高科技垃圾处理设备的投入。

4 结语

本文对城市生活垃圾焚烧飞灰中的重金属形态进行研究，主要研究了重金属污染物的危害重金属形态分析的方法、酸洗飞灰样品重金属的形态、锅炉飞灰样品中金属元素的形态以及城市生活垃圾焚烧飞灰的粒径分布。在对垃圾焚烧飞灰的重金属形态进行研究的过程中主要研究的是烧飞灰重金属污染物的状况及其在处置过程中对环境产生的危害。这都对我国垃圾焚烧处理技术的提升提供了借鉴和帮助，促进我国城市生活垃圾处理效率和质量提升。

参考文献

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元分析研究方法篇8

西方社会学的元研究(meta-study)是在社会学发展到体系纷呈、流派此长彼消、研究方法混杂、分支学科辈出的当代社会学阶段，在反思社会学自身危机基础上而迅速发展起来的。它以社会学自身以及社会学的研究状态及其发展规律为研究对象，是一种对社会学进行社会学次级研究的方法。[1]其中至少包括社会学元理论(metatheory)研究、元方法(metamethods)研究和元资料分析(meta-data-analysis)三大领域：元理论研究是对既存社会学理论的研究；元方法研究是对既存的社会学研究方法的研究；元资料分析则是对社会学资料分析结果的研究。[2]因此，社会学的元研究不同于以社会现象为研究对象的社会学，它不对社会学问题作实质性的探讨，而注重对社会学发展的历史与逻辑的形式化研究，通过诉诸语言来分析、检验和判断社会学尤其是存在着的各种社会学理论和方法的合理性、正当性和有效性。

西方社会学的元研究是社会学发展中自我反省意识发展的必然产物。与元数学、元哲学的元研究不同，社会学的元研究注重研究理论的产生、途径、过程和理论范式的发展变化规律，研究理论与研究者、社会现实之间的相互关系等等，是一种"泛化"的元研究。[3]其具体内容大体要涉及到下列问题：1.社会学描述(术语、概念、命题等)的合规则性、合理性和有效性分析；2.社会学的研究对象、功能、性质、理论结构、逻辑范畴、进步标准等的探讨；3.社会学历史发展过程的考察；4.探索社会学的理论形成道路及不同的研究范式发展变化状况，揭示隐匿于社会学理论内部的深层次结构；5.分析在一定历史背景中社会文化条件对社会学理论与方法的产生和发展所起的影响；6.对社会学研究共同体进行的研究，辨识各种学术团体，分析这些团体及相互间的联系对社会学理论的影响等；7.运用基本的元理论范畴去辨识和归纳社会学理论的现状，去揭示社会学研究中面临的重大理论问题等。

一般来说，一门学科中元研究的兴起一是由于学科主题概念突然出现某种根本的转变，从而要求修改目前学科中所通行的科学研究逻辑和范式；二是由于学科很久没有进展，似乎到了无路可走的地步。因此，该学科的实践者产生出日益增长的怀疑，最终对奠基者当初提出的学科目标建设的可能性、方法的有效性和理论的恰当性等学科的基础性问题提出质疑。当前，面对全球化浪潮的不断冲击，西方社会学的境遇的确令人担忧，对社会学自身及其变革的反思自然也是不可避免的。由对社会现实的反思到对社会学自身的反思，这是一次理论上的认识飞跃。西方社会学的元研究就是为了系统地探讨社会学自身的一些问题而出现的，其结果直接导致了一种称之为"元社会学(metasociology)"的学科的诞生，它的作用就是提供"对于进行社会学研究、建构社会学体系和在这些研究与体系完成之后对之进行批判的必要方法论预设"。很显然，这种"元社会学"概念的出现是社会学逻辑上所必需的。如果社会学是一门科学，那么它就不能任意地建构起来，而应当与确定的明确规则相一致。[4]因此，西方社会学元研究在当代的迅速发展和繁荣正是基于这种学科背景下形成的，它是西方社会学学科危机的直接产物。[5]例如，社会事实范式，尤其是其理论成份----帕森斯的结构功能主义在社会学的扩张时代占据了长达20多年的统治地位，到1960年代受到了社会定义范式和社会行为范式的严重挑战。[6]社会学的这种多重范式结构的出现极大威胁了该学科的统一，使社会学研究产生了分裂，从而使社会学总体性危机正在到来的感觉蔓延开来。[7]正是这种即将到来的社会学学科危机感增强了社会学家对社会学元研究的兴趣。

笔者认为，与1960-1970年代相比，当代西方社会学面临的危机似乎更加严重，其不仅在研究范式上仍然存在着严重的分裂与对立(实际上这并不是社会学危机的真正内涵，因为自社会学诞生以来它就存在了)，更主要的是整个社会学体系赖以生存和发展的现实基础发生了变化，社会学在思维方式、研究范式和一般理论建构等方面都面临着前所未有的挑战与重建。[8]社会学元研究方法就是要适应这一变化而对社会学自身展开系统的批判性考察，尤其要对支撑各种社会学流派的深层结构进行深入分析，以揭示其认识论基础。实证主义、人文主义和批判主义等都是不同社会学研究方法的基础结构，尽管实证主义社会学长期占有统治地位，但社会学家一直在做出种种努力，或是暗中削弱这一主导的认识论思路的潜在结构，或是改革它和超越它。