本文關(guān)鍵詞：基于不同縫合密度非線性材料生物瓣膜力學(xué)性能分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：提高生物瓣膜的耐久性是人工生物瓣膜研究領(lǐng)域亟待解決的問題。近年來,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于生物瓣膜的研究,并成為設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的生物瓣膜的主要途徑。生物瓣膜制作過程中,瓣葉的縫合密度對生物瓣膜的力學(xué)性能有著較大的影響。因此,對生物瓣膜瓣葉進(jìn)行不同針數(shù)縫合密度下的動態(tài)力學(xué)性能分析是十分必要的。 論文以心瓣流體動力學(xué)及薄膜殼體理論為依據(jù),根據(jù)仿生學(xué)原則,設(shè)計(jì)出了圓球面、橢球面、圓柱面及旋轉(zhuǎn)拋物面四種型面的瓣葉,并運(yùn)用Pro/E軟件對四種型面瓣葉及動脈壁進(jìn)行了實(shí)體建模,為不同縫合密度瓣葉的動力學(xué)分析提供了三維實(shí)體模型。將瓣葉的實(shí)體模型導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA軟件中,對不同縫合針數(shù)的瓣葉進(jìn)行動態(tài)力學(xué)性能分析,比較縫合密度對不同型面生物瓣膜動態(tài)力學(xué)性能的影響。將瓣葉模型與動脈壁模型導(dǎo)入ANSYS Workbench軟件中,建立瓣葉的固體模型及血液的流體模型,進(jìn)行生物瓣膜的流固耦合分析。 本文對圓球面、圓柱面、橢球面及旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉在不同針數(shù)縫合密度下進(jìn)行動態(tài)力學(xué)性能分析。分析結(jié)果表明,在瓣葉整個加載過程中,兩片瓣葉與瓣架的縫合處都出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象,縫合密度對瓣葉縫合邊頂部影響較大。圓球面、橢球面、圓柱面瓣葉都在50針縫合下具有較好的動態(tài)力學(xué)性能,而旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉則與這三種型面瓣葉不同,其在70針縫合下具有較好的動態(tài)力學(xué)性能。圓球面和橢球面瓣葉模型在優(yōu)化縫合針數(shù)下的動態(tài)力學(xué)性能優(yōu)于圓柱面及旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉模型�；诓煌p合密度的生物瓣膜力學(xué)性能分析為生物瓣膜的優(yōu)化和制造、提高生物瓣膜的耐久性打下了基礎(chǔ)。瓣葉的流固耦合分析更加真實(shí)地模擬了瓣葉開啟的過程,使應(yīng)力分析更加接近真實(shí)的情況,通過分析得到了瓣葉開啟過程中的應(yīng)力分布情況,為探究瓣葉的組織鈣化及撕裂機(jī)理提供了可靠依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：生物瓣膜 縫合密度 動力學(xué)分析 流固耦合
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：R318.01;TP391.72
【目錄】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 縮略語14-15
• 第1章 緒論15-25
• 1.1 心臟瓣膜工作原理15-16
• 1.2 人工心臟瓣膜分類16-18
• 1.2.1 機(jī)械瓣16-17
• 1.2.2 生物瓣17-18
• 1.2.3 機(jī)械瓣與生物瓣的比較18
• 1.3 有限元法在生物力學(xué)中的應(yīng)用18-20
• 1.4 人工心臟瓣膜國內(nèi)外研究現(xiàn)狀20-21
• 1.5 課題的研究意義21
• 1.6 課題的提出及研究內(nèi)容21-23
• 1.6.1 課題的提出21-23
• 1.6.2 課題的研究內(nèi)容23
• 1.7 本章小結(jié)23-25
• 第2章 生物瓣膜基礎(chǔ)理論研究25-37
• 2.1 心瓣流體動力學(xué)25-27
• 2.1.1 心瓣流體動力學(xué)概述25
• 2.1.2 心瓣流體動力學(xué)參數(shù)概述25-27
• 2.2 薄膜殼體理論27-31
• 2.2.1 薄殼概述27-28
• 2.2.2 無矩殼體理論28-29
• 2.2.3 薄膜殼體的幾何特性29
• 2.2.4 薄膜理論的基本方程29-31
• 2.3 心瓣流固耦合分析相關(guān)理論31-35
• 2.3.1 流固耦合理論概述31-32
• 2.3.2 血液流動的控制方程32-33
• 2.3.3 流固耦合模型相關(guān)理論分析33-35
• 2.4 本章小結(jié)35-37
• 第3章 生物瓣膜數(shù)字化造型37-45
• 3.1 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在生物瓣膜建模中的應(yīng)用37-38
• 3.2 生物瓣膜瓣架建模過程38-40
• 3.3 生物瓣膜建模原則及建模過程40-43
• 3.3.1 瓣膜瓣葉建模的原則40
• 3.3.2 四種旋轉(zhuǎn)參考面瓣膜的參數(shù)模型40-43
• 3.4 生物瓣膜結(jié)構(gòu)及空間裝配43
• 3.5 動脈壁三維模型建立43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 第4章 基于不同縫合密度生物瓣膜力學(xué)性能分析及瓣膜流固耦合分析45-73
• 4.1 ANSYS/LS-DYNA簡介45-46
• 4.2 ANSYS/LS-DYNA程序分析基本步驟46-47
• 4.3 瓣葉模型單元類型及算法選擇47-49
• 4.4 瓣葉模型轉(zhuǎn)換及網(wǎng)格劃分49
• 4.5 瓣葉約束條件及載荷施加49-51
• 4.5.1 生物瓣膜瓣葉材料屬性49-50
• 4.5.2 邊界條件及施加載荷50-51
• 4.6 不同縫合密度下瓣葉動態(tài)力學(xué)性能分析51-66
• 4.6.1 縫合密度對圓球面瓣葉動態(tài)力學(xué)性能影響分析52-55
• 4.6.2 縫合密度對圓柱面瓣葉動態(tài)力學(xué)性能影響分析55-59
• 4.6.3 縫合密度對橢球面瓣葉動態(tài)力學(xué)性能影響分析59-62
• 4.6.4 縫合密度對旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉動態(tài)力學(xué)性能影響分析62-65
• 4.6.5 四種型面在優(yōu)化縫合密度下力學(xué)性能的比較65-66
• 4.7 瓣膜的流固耦合分析66-71
• 4.7.1 ANSYS Workbench簡介66
• 4.7.2 瓣膜流固耦合模型的建立66-69
• 4.7.3 耦合面的定義及邊界條件的施加69-70
• 4.7.4 瓣膜流固耦合分析結(jié)果及討論70-71
• 4.8 本章小結(jié)71-73
• 全文總結(jié)及展望73-75
• 參考文獻(xiàn)75-81
• 致謝81-83
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表e笱趼畚募安斡胂钅
  
  本文編號：328179
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