本文關(guān)鍵詞：鎂合金脛骨骨板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與仿真，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：接骨板內(nèi)固定是目前臨床上治療骨折疾病最為廣泛的一種方法。在接骨板一百多年的發(fā)展過(guò)程中,接骨板的材料、接骨板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及內(nèi)固定治療理念等方面都有著長(zhǎng)足進(jìn)步�，F(xiàn)在臨床上應(yīng)用的接骨板多為鈦合金、不銹鋼等傳統(tǒng)金屬材料,由于這些材料的彈性模量偏大極易造成骨質(zhì)疏松的癥狀,而鎂合金材料與人體骨骼的彈性模量較為接近,有利于降低此類(lèi)癥狀的發(fā)生。此外,脛骨是承載全身載荷、完成身體運(yùn)動(dòng)的關(guān)鍵部位,術(shù)后脛骨接骨板斷裂失效的情況時(shí)有發(fā)生。因此,鎂合金脛骨接骨板的研究對(duì)于實(shí)際的臨床應(yīng)用有著極為重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以鎂合金接骨板固定脛骨中段橫形骨折為研究背景,通過(guò)SolidWorks三維建模軟件建立了四種不同類(lèi)型接骨板的脛骨骨折內(nèi)固定系統(tǒng);通過(guò)ANSYS Workbench有限元分析軟件對(duì)四種接骨板內(nèi)固定系統(tǒng)在五種不同的載荷環(huán)境下分別進(jìn)行了靜力學(xué)分析。通過(guò)對(duì)鎂合金脛骨骨板的有限元分析研究了不同結(jié)構(gòu)類(lèi)型接骨板的強(qiáng)度大小、剛度大小以及不同載荷對(duì)接骨板承載能力的影響,并通過(guò)力學(xué)試驗(yàn)和理論計(jì)算對(duì)有限元分析模型及結(jié)論進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)有限元分析、理論計(jì)算、力學(xué)性能試驗(yàn)相互結(jié)合的方法,得到四種類(lèi)型的鎂合金脛骨骨板在五種載荷下其強(qiáng)度均滿(mǎn)足鎂合金材料的性能要求,其中總體強(qiáng)度最高的是齒形接骨板,而且接骨板表面織構(gòu)的設(shè)計(jì)明顯地改善了接骨板的應(yīng)力分布、有效地提高了接骨板的強(qiáng)度。通過(guò)對(duì)不同類(lèi)型的鎂合金脛骨骨板進(jìn)行彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度的有限元分析,得到四種結(jié)構(gòu)類(lèi)型的接骨板均滿(mǎn)足其彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度要求,表面織構(gòu)對(duì)接骨板的彎曲剛度影響不大。但是,卻較大地提高了接骨板的扭轉(zhuǎn)剛度。通過(guò)對(duì)鎂合金接骨板的力學(xué)性能試驗(yàn)分析,得到接骨板的最大彎曲載荷和最大壓力載荷,驗(yàn)證了有限元分析和理論計(jì)算時(shí)載荷設(shè)置的合理性。研究結(jié)果表明,鎂合金接骨板固定脛骨骨折,既可以滿(mǎn)足剛度的需求又可以有效地降低應(yīng)力遮擋效應(yīng)。因此,鎂合金作為新型的骨折內(nèi)固定材料具有較大優(yōu)勢(shì)與可行性。
【關(guān)鍵詞】：鎂合金 脛骨接骨板 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 有限元分析 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TG146.22;R318.08
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 課題的研究目的及意義10-11
• 1.2 接骨板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.3 接骨板材料的發(fā)展現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 傳統(tǒng)的接骨板材料12-13
• 1.3.2 鎂合金作為植入材料的研究進(jìn)展13-15
• 1.4 脛骨骨折內(nèi)固定失效原因分析15
• 1.5 接骨板有限元分析研究現(xiàn)狀15-17
• 1.5.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀16
• 1.5.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀16-17
• 1.6 本文的主要研究?jī)?nèi)容17-18
• 1.7 研究技術(shù)路線(xiàn)18-20
• 第二章 脛骨骨折內(nèi)固定系統(tǒng)的建立20-34
• 2.1 脛骨骨折內(nèi)固定系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-26
• 2.1.1 接骨板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)20-23
• 2.1.2 內(nèi)固定螺釘?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23-24
• 2.1.3 脛骨骨折的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)24-25
• 2.1.4 脛骨骨折系統(tǒng)的內(nèi)固定方式25-26
• 2.2 脛骨骨折內(nèi)固定系統(tǒng)有限元模型的建立26-33
• 2.2.1 有限元方法在骨折治療領(lǐng)域中的應(yīng)用26-27
• 2.2.2 力學(xué)模型的建立27-28
• 2.2.3 有限元模型的建立28-33
• 2.3 本章小結(jié)33-34
• 第三章 鎂合金脛骨骨板的強(qiáng)度分析34-52
• 3.1 接骨板強(qiáng)度有限元分析34-42
• 3.1.1 內(nèi)外彎曲載荷時(shí)接骨板的強(qiáng)度分析34-35
• 3.1.2 前后彎曲載荷時(shí)接骨板的強(qiáng)度分析35-37
• 3.1.3 壓力載荷時(shí)接骨板的強(qiáng)度分析37-38
• 3.1.4 扭轉(zhuǎn)載荷時(shí)接骨板的強(qiáng)度分析38-39
• 3.1.5 復(fù)合載荷時(shí)接骨板的強(qiáng)度分析39-42
• 3.2 接骨板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化42-45
• 3.3 接骨板的強(qiáng)度計(jì)算45-50
• 3.3.1 抗彎強(qiáng)度計(jì)算45-47
• 3.3.2 抗扭強(qiáng)度計(jì)算47-48
• 3.3.3 抗壓強(qiáng)度計(jì)算48-49
• 3.3.4 抗壓彎強(qiáng)度計(jì)算49-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 鎂合金脛骨骨板的剛度分析52-70
• 4.1 接骨板的剛度介紹52
• 4.2 鎂合金脛骨骨板的彎曲剛度分析52-60
• 4.2.1 彎曲剛度的分析理論52-54
• 4.2.2 彎曲剛度的模擬計(jì)算54-60
• 4.3 鎂合金脛骨骨板的扭轉(zhuǎn)剛度分析60-69
• 4.3.1 扭轉(zhuǎn)剛度的分析理論60-61
• 4.3.2 扭轉(zhuǎn)剛度的模擬計(jì)算61-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 鎂合金接骨板的力學(xué)性能試驗(yàn)分析70-78
• 5.1 鎂合金接骨板的抗彎性能試驗(yàn)70-73
• 5.1.1 抗彎試驗(yàn)?zāi)康?/span>70
• 5.1.2 抗彎試驗(yàn)方法70-72
• 5.1.3 抗彎試驗(yàn)過(guò)程72
• 5.1.4 抗彎試驗(yàn)結(jié)果72-73
• 5.2 鎂合金接骨板的抗壓性能試驗(yàn)73-76
• 5.2.1 抗壓試驗(yàn)裝置73-74
• 5.2.2 抗壓試驗(yàn)方法74-75
• 5.2.3 抗壓試驗(yàn)過(guò)程75
• 5.2.4 抗壓試驗(yàn)結(jié)果75-76
• 5.3 本章小結(jié)76-78
• 第六章 結(jié)論與展望78-80
• 6.1 結(jié)論78-79
• 6.2 展望79-80
• 參考文獻(xiàn)80-86
• 致謝86-88
• 附錄88

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本文編號(hào)：298889