【摘要】：在整個關節(jié)中關節(jié)軟骨所起的作用是極其重要，是使關節(jié)有減震性能和較小的摩擦力等獨特性能突出的決定性因素之一。然而，因為關節(jié)軟骨在生物中所處的特殊位置以及關節(jié)軟骨的功能作用，其發(fā)生損傷很常見。而且關節(jié)軟骨的再生能力有限，如果軟骨一旦發(fā)生損傷，其再生將是十分困難的。因此，深入認識軟骨損傷的發(fā)生機理，判斷軟骨損傷的演變機制，可以為軟骨修復提供行之有效的參考。本課題主要從數(shù)值模擬和實驗研究兩個方面研究軟骨的力學性能，仿真部分主要應用大型分析軟件ANSYS10.0建立軟骨模型，利用單元的生死技術選項殺死部分單元，模擬軟骨的缺失損傷，分析損傷軟骨在受到10%壓縮量的下的受力及應變情況。實驗部分對豬股骨頭軟骨在缺失損傷的情況下進行單向壓縮試驗，考察損傷軟骨在不同層區(qū)的受力及應變情況，并對不同損傷深度進行比較。 目的從數(shù)值模擬和實驗研究兩個方面研究損傷軟骨的力學性質，為軟骨修復及應用于臨床的軟骨替代物必須達到合適的結構和功能才能很好的修復軟骨缺損提供行之有效的參考。 方法應用大型分析軟件ANSYS10.0建立軟骨切面模型，采用自底向上建模方式，由點生成線，由線生成面，模型中考慮了纖維的存在，對軟骨切面施加位移載荷。通過殺死部分單元模擬軟骨的損傷，約束活動節(jié)點，刪除死單元位移載荷，約束深層軟骨的全部自由度，進行求解計算。仿真結果與實驗結果進行比對，從而得出結論。 結果和討論仿真結果顯示了損傷軟骨所受的應力，應變值較大，而且損傷區(qū)域越大，軟骨應力和應變的最大值越大，最大值主要集中在損傷區(qū)域附近。而從實驗結果的散點折線圖中也顯示了一致的結果。可以說明，軟骨損傷會造成周圍軟骨的退變，使損傷加劇，所以軟骨損傷需要得到及時修復。
【圖文】：

關節(jié)軟骨的負重區(qū)與非負重區(qū)

3.1.5 初始條件在結構響應以前所施加的預應力、初始速度以及初始溫度等稱為初始條件。3.2 模型的建立選用有限元分析軟件 ANSYS10.0 進行分析（圖形用戶界面如圖 3-1 所示）。ANS分析的過程主要包括 3 個步驟：前處理、加載并求解、后處理。前處理主要指創(chuàng)建實模型以及有限元模型。它包括，定義單元屬性，，劃分網(wǎng)格，修正模型等。單元屬性是劃分網(wǎng)格之前必須指定的所分析對象的特征，這些特征主要包括：材料屬性、單元類實常數(shù)等。
【學位授予單位】：天津理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R318.01

【參考文獻】

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本文編號：2579268