本文關(guān)鍵詞：動脈血管力學(xué)模型及損傷機制研究

  更多相關(guān)文章： 本構(gòu)模型 有限元 各向異性 動脈瘤 剪切損傷

【摘要】：腦出血是一種嚴(yán)重危害人類健康的疾病。從生物力學(xué)角度對動脈壁的力學(xué)行為進(jìn)行深入的研究,能夠在一定程度上解釋相關(guān)疾病的病理機制,同時通過分析動脈瘤的破裂探討動脈血管發(fā)生損傷的機理,這些工作對高血壓腦致使動脈破裂的作用機制有一定的參考作用,以及對臨床上動脈出血的診斷和治療都具有非常重要的理論和現(xiàn)實意義。動脈維持著人體內(nèi)正常的血液循環(huán),對人體正常的生理活動起著重要作用。動脈的力學(xué)性質(zhì)取決于組織中的膠原蛋白纖維,彈性蛋白纖維以及平滑肌組分的力學(xué)性質(zhì)。纖維增強的各項異性超彈性模型(HGO)是基于應(yīng)變能密度函數(shù)的力學(xué)模型,該模型能很好地描述動脈壁的各向異性、非線性、超彈性等性質(zhì)。文章通過有限元方法模擬了HGO模型在動脈分層的軸向拉伸上的應(yīng)用。通過分析應(yīng)力應(yīng)變和載荷-位移圖,發(fā)現(xiàn)HGO模型能較為真實的反映動脈壁的力學(xué)性質(zhì),同時,病變動脈在力學(xué)性質(zhì)上發(fā)生了變化。首先,基于動脈的HGO模型,通過Abaqus分析了囊狀動脈瘤模型在脈動血壓下的應(yīng)力變化。研究發(fā)現(xiàn)動脈瘤受到的壓力隨血壓的波動而發(fā)生變化。同時動脈瘤頂點附近受到的壓力最大,同時隨血壓變化劇烈,該點為動脈瘤破裂的危險點。其次,通過剪切損傷模型分析了動脈瘤的破裂原理,詳細(xì)介紹了剪切損傷模型是從單元損傷到損傷積累直至失效的過程。運用流固耦合分析的方法,分析了不同血壓邊界條件下,影響真性動脈瘤損傷失效過程的因素。發(fā)現(xiàn)血流速度和血壓大小對動脈瘤的損傷失效過程有重要影響。最后,基于剪切損傷模型分析了球形動脈瘤從破裂萌發(fā)到完全破裂的過程。動脈瘤的破裂過程是從單元失效到失效單元擴張,導(dǎo)致相連的大片單元失效,結(jié)構(gòu)模型應(yīng)力發(fā)生突變,最后動脈部分組織失效的過程。綜上所述,本文通過HGO模型和有限元方法分析了動脈的力學(xué)性質(zhì),探討了動脈損傷失效的原理。這些工作為下一步研究動脈的出血機制提供了參考價值和研究思路。
【關(guān)鍵詞】：本構(gòu)模型 有限元 各向異性 動脈瘤 剪切損傷
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：O346.5;R743.34
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-15
• 1.1 本課題研究背景8
• 1.2 研究意義8-9
• 1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀9-12
• 1.3.1 動脈血管9-11
• 1.3.2 動脈瘤11-12
• 1.3.3 動脈血管損傷12
• 1.4 本文研究的目的和研究內(nèi)容12-15
• 1.4.1 本文研究的目的12-13
• 1.4.2 本文研究的主要內(nèi)容13
• 1.4.3 本文的創(chuàng)新之處13-15
• 2 動脈壁各向異性超彈性力學(xué)模型15-28
• 2.1 動脈組織結(jié)構(gòu)與力學(xué)性質(zhì)15-16
• 2.1.1 動脈分層結(jié)構(gòu)與作用15
• 2.1.2 動脈的力學(xué)性質(zhì)15-16
• 2.2 動脈本構(gòu)模型16-19
• 2.2.1 典型的動脈本構(gòu)結(jié)構(gòu)16-18
• 2.2.2 各向異性超彈性模型18-19
• 2.3 各向異性超彈性動脈數(shù)值模擬分析19-26
• 2.3.1 ABAQUS介紹19-20
• 2.3.2 材料參數(shù)的獲取20-21
• 2.3.3 單元選擇21-22
• 2.3.4 模型尺寸及材料設(shè)定22-24
• 2.3.5 載荷及邊界條件24
• 2.3.6 結(jié)果分析24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-28
• 3 動脈瘤應(yīng)力分析28-35
• 3.1 幾何模型的建立28-29
• 3.1.1 CATIA介紹28
• 3.1.2 幾何模型的建立28-29
• 3.2 ABAQUS數(shù)值計算29-34
• 3.2.1 模型網(wǎng)格的劃分29-30
• 3.2.2 血壓脈動載荷的施加30-31
• 3.2.3 計算結(jié)果與分析31-34
• 3.3 本章小結(jié)34-35
• 4 動脈血管的損傷分析35-55
• 4.1 動脈血管的損傷模型35-37
• 4.2 真性動脈瘤的損傷分析37-47
• 4.2.1 真性動脈瘤模型的建立37-38
• 4.2.2 有限元模型的建立38-41
• 4.2.3 結(jié)果分析與討論41-45
• 4.2.4 邊界條件對真性動脈瘤破裂的影響45-47
• 4.3 球形直管旁瘤的損傷分析47-53
• 4.3.1 幾何模型的建立47-49
• 4.3.2 有限元模型的建立49-50
• 4.3.3 計算結(jié)果分析50-53
• 4.4 本章小結(jié)53-55
• 5 總結(jié)與展望55-57
• 5.1 全文總結(jié)55-56
• 5.2 工作展望56-57
• 致謝57-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 附錄64
• A. 作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄64

【相似文獻(xiàn)】

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