本文關(guān)鍵詞：編織型非血管支架力學(xué)性能仿真及測(cè)試系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究

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【摘要】：隨著介入放射學(xué)的發(fā)展的,用支架擴(kuò)張治療各種因病變而狹窄的管腔得到了越來(lái)越廣泛地運(yùn)用。支架可以用來(lái)擴(kuò)張食管、尿道、氣管、膽道、腸道等非血管管腔,也可用于擴(kuò)展各種血管管腔。各種支架作為體內(nèi)植入物,必然會(huì)受到環(huán)境的持續(xù)作用,如酸堿環(huán)境、周期性和非周期性的應(yīng)力作用,人體管腔的特殊狀態(tài)等,為了評(píng)價(jià)產(chǎn)品的安全性,必須對(duì)支架的力學(xué)性能進(jìn)行數(shù)值仿真以及相關(guān)的體外試驗(yàn),因此在此方面的研究也隨之增加和深入�；谝陨媳尘�,本文完成如下的研究成果:(1)支架力學(xué)性能測(cè)試系統(tǒng)射流施壓過(guò)程的數(shù)值仿真。根據(jù)流體力學(xué)的基礎(chǔ)理論以及測(cè)試系統(tǒng)的需求,建立了數(shù)值仿真的方案;方案一研究相同射流距離下,環(huán)形加載裝置進(jìn)口壓力值對(duì)支架所受壓力的影響;方案二研究相同進(jìn)口壓力下,射流距離對(duì)支架所受壓力的影響;在此基礎(chǔ)上,研究了環(huán)形加載裝置進(jìn)口壓力值、支架直徑與施加在支架上的壓力之間的關(guān)系,并對(duì)此關(guān)系擬合了曲線,獲得了流場(chǎng)進(jìn)口壓力值、支架直徑與施加在支架上的壓力之間的數(shù)學(xué)表達(dá)式。(2)不同端部形狀的食管支架的疲勞壽命的研究。完成了多種端部形狀的編織型食管支架的參數(shù)化建模,根據(jù)食管支架的實(shí)際工作環(huán)境,建立支架工作狀態(tài)下的有限元分析模型,設(shè)定了包括支架徑向壓縮模擬、蠕動(dòng)波載荷等在內(nèi)的合理的邊界條件,完成了對(duì)結(jié)構(gòu)參數(shù)最優(yōu)的多種端部形狀支架的疲勞分析,結(jié)果表示支架的疲勞壽命能達(dá)到臨床需求。(3)測(cè)試系統(tǒng)控制模塊和監(jiān)測(cè)模塊的設(shè)計(jì)。根據(jù)測(cè)試系統(tǒng)的控制需求,完成了對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)口壓力和導(dǎo)軌電機(jī)運(yùn)動(dòng)兩個(gè)控制模塊的總體方案的設(shè)計(jì),并完成了對(duì)采集數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)的監(jiān)測(cè)模塊的總體方案設(shè)計(jì);根據(jù)設(shè)定的控制方案,完成各元器件的選型;實(shí)現(xiàn)了數(shù)字閥端部步進(jìn)電機(jī)控制、絲杠端部直流電機(jī)控制、上位機(jī)下位機(jī)通信的硬件設(shè)計(jì)及軟件編程;基于Labview軟件,實(shí)現(xiàn)了通信以及數(shù)據(jù)采集的人機(jī)界面設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)。(4)試驗(yàn)測(cè)試以及結(jié)果分析。通過(guò)選擇合理的試驗(yàn)材料,在獲得材料的相關(guān)力學(xué)性能參數(shù)后,完成了支架所受徑向壓力測(cè)試試驗(yàn),并將該試驗(yàn)數(shù)據(jù)與理論仿真結(jié)果進(jìn)行比較分析;最后,完成了端部形狀為杯球型、結(jié)構(gòu)參數(shù)與數(shù)值仿真選用模型一致的支架的疲勞壽命測(cè)試試驗(yàn),試驗(yàn)結(jié)果顯示該支架的疲勞壽命符合臨床需求。
【關(guān)鍵詞】：編織型非血管支架 數(shù)值仿真 疲勞壽命 測(cè)試系統(tǒng)
【學(xué)位授予單位】：南京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：R318.08;TP274
【目錄】：

• 致謝3-4
• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第一章 前言10-17
• 1.1 課題研究的背景及意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 支架力學(xué)性能的數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 支架力學(xué)性能測(cè)試方法及測(cè)試裝置研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3 本課題的來(lái)源及研究?jī)?nèi)容15
• 1.4 論文的組織結(jié)構(gòu)及章節(jié)安排15-17
• 第二章 測(cè)試系統(tǒng)射流加載數(shù)值仿真分析17-32
• 2.1 理論基礎(chǔ)17-20
• 2.1.1 控制方程17-18
• 2.1.2 湍流模型18-19
• 2.1.3 壁面函數(shù)理論19
• 2.1.4 沖擊射流流動(dòng)特性分析19-20
• 2.2 數(shù)值仿真分析方案20-21
• 2.3 數(shù)值仿真21-29
• 2.3.1 幾何模型21-22
• 2.3.2 網(wǎng)格劃分22-24
• 2.3.3 域的設(shè)定24-25
• 2.3.4 邊界條件設(shè)定25-26
• 2.3.5 求解器控制26-27
• 2.3.6 后處理27-29
• 2.4 結(jié)果分析29-31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章 不同端部形狀的編織型非血管支架疲勞壽命分析32-42
• 3.1 引言32-34
• 3.1.1 編織型支架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)32-33
• 3.1.2 參數(shù)化建模的特點(diǎn)33
• 3.1.3 Goodman準(zhǔn)則33-34
• 3.2 支架疲勞壽命計(jì)算模型34-36
• 3.2.1 幾何模型與材料特性34-35
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分35-36
• 3.2.3 邊界條件36
• 3.3 支架工作狀態(tài)下的模擬與疲勞分析評(píng)價(jià)36-41
• 3.3.1 支架工作狀態(tài)下的模擬36-39
• 3.3.1.1 支架壓縮模擬36-38
• 3.3.1.2 蠕動(dòng)波施加38-39
• 3.3.2 支架疲勞分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 測(cè)試系統(tǒng)控制模塊和監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)42-61
• 4.1 控制模塊及監(jiān)測(cè)模塊總體設(shè)計(jì)42-45
• 4.1.1 控制模塊及監(jiān)測(cè)模塊方案設(shè)計(jì)42-43
• 4.1.2 控制芯片選型43
• 4.1.3 電機(jī)選型43-44
• 4.1.4 電液數(shù)字閥選型44-45
• 4.1.5 壓力傳感器選型45
• 4.1.6 數(shù)據(jù)采集卡選型45
• 4.2 控制模塊硬件設(shè)計(jì)45-50
• 4.2.1 最小系統(tǒng)45-46
• 4.2.2 電源電路46-47
• 4.2.3 串口電平轉(zhuǎn)換電路47-48
• 4.2.4 蠕動(dòng)波生成模塊硬件電路48-49
• 4.2.5 壓力控制模塊硬件電路49-50
• 4.3 控制模塊軟件設(shè)計(jì)50-55
• 4.3.1 主程序51
• 4.3.2 I/O口初始化51-52
• 4.3.3 PWM輸出初始化52-53
• 4.3.4 串口通信子程序53-54
• 4.3.5 電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制子程序54-55
• 4.4 監(jiān)測(cè)模塊設(shè)計(jì)55-60
• 4.4.1 串口通信功能設(shè)計(jì)56-58
• 4.4.2 數(shù)據(jù)采集功能設(shè)計(jì)58-59
• 4.4.3 數(shù)據(jù)顯示功能設(shè)計(jì)59
• 4.4.4 數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能設(shè)計(jì)59-60
• 4.5 本章小結(jié)60-61
• 第五章 測(cè)試試驗(yàn)及數(shù)據(jù)分析61-70
• 5.1 系統(tǒng)實(shí)物61
• 5.2 支架所受壓力測(cè)試試驗(yàn)61-68
• 5.2.1 試驗(yàn)的目的61-62
• 5.2.2 硅膠塊彈性模量的測(cè)定試驗(yàn)62-63
• 5.2.3 硅膠塊泊松比的測(cè)定試驗(yàn)63-66
• 5.2.4 支架表面所受壓力測(cè)試試驗(yàn)66-68
• 5.3 支架疲勞性能測(cè)試試驗(yàn)68-69
• 5.3.1 試驗(yàn)步驟68
• 5.3.2 試驗(yàn)結(jié)果68
• 5.3.3 試驗(yàn)結(jié)果分析68-69
• 5.4 本章小結(jié)69-70
• 第六章 總結(jié)與展望70-73
• 6.1 工作總結(jié)70-71
• 6.2 研究展望71-73
• 研究生期間申請(qǐng)的專利73-74
• 參考文獻(xiàn)74-78
• 附錄78-82
• 電路圖78-79
• 電路板79-80
• 前面板80-81
• 程序框圖81-82

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李映坤;韓s，

本文編號(hào)：824950