目的對設(shè)計相同但規(guī)格尺寸不同的同型號產(chǎn)品進行接觸狀態(tài)分析,為磨損試驗的規(guī)格選擇提供理論依據(jù)。方法基于合理性假設(shè),利用ABAQUS模擬膝關(guān)節(jié)系統(tǒng)在站立位時的受力情況,并通過采用富士感壓紙（MW）對不同規(guī)格產(chǎn)品進行接觸面積試驗,用于對比分析研究。結(jié)果通過模擬分析,該型號產(chǎn)品隨著規(guī)格增大,股脛接觸面積增大,范圍為128～220 mm²,形狀逐漸加寬,接觸應(yīng)力減小,范圍為20.73～32.70 MPa。結(jié)論對比接觸應(yīng)力和接觸面積的綜合變化率,以及各個規(guī)格的市場占有率,確定選擇#4或#5規(guī)格進行膝關(guān)節(jié)磨損試驗更為合理。 

【文章來源】：生物骨科材料與臨床研究. 2020,17(04)

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

股脛三維模型:A.冠狀面視圖;B.矢狀面視圖

超高分子量聚乙烯應(yīng)力應(yīng)變曲線

將不同規(guī)格的三維模型導(dǎo)入ABAQUS 6.13軟件，按上述要求賦予材料屬性。股骨髁參考點設(shè)定為質(zhì)心，并與其耦合處理，作為剛體[5]。股骨髁與脛骨墊的接觸面設(shè)定為表面與表面接觸，摩擦系數(shù)為0.04，如圖3A所示，加載力為2 000 N，作用于參考點上，方向垂直于脛骨墊表面向下，股骨髁向下自由，脛骨墊下表面全約束，如圖3B所示[11-12]。股骨髁和脛骨墊均使用修正二次四面體網(wǎng)格（C3D10M），經(jīng)過對網(wǎng)格收斂性分析確定股骨髁網(wǎng)格密度為1.7 mm，脛骨墊網(wǎng)格密度總體為2 mm，對脛骨墊接觸區(qū)域的單元進行細(xì)化，平均邊緣長度為1.2 mm，如圖4A、圖4B所示[10]。


本文編號：3112245