本文關鍵詞：基于Abaqus的血管內支架疲勞強度分析

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【摘要】：近年來，隨著媒體頻頻爆出不銹鋼支架在使用和植入過程中發(fā)現(xiàn)斷裂的事件，這引起了越來越多的人關注支架的優(yōu)化設計和疲勞強度方面的研究。研究者采用優(yōu)化支架的結構和參數(shù)化設計來提高其疲勞強度，從而增加支架疲勞壽命以及避免疲勞斷裂所帶來的不良影響。 本文應用ABAQUS有限元分析軟件，對不銹鋼血管支架進行壓握擴張及脈流載荷作用下的模擬分析，，根據(jù)計算結果分析支撐體長度、寬度及圓弧曲率半徑對支架最大等效應力應變和力學性能的影響規(guī)律，并使用Goodman準則評價支架在體內工作時的疲勞強度，從而揭示支撐體長度、寬度及圓弧曲率半徑對其疲勞安全系數(shù)的影響規(guī)律。 研究結果表明：隨著支撐體長度或圓弧曲率半徑的增加，支架的徑向回彈率有增加的趨勢，而支架的軸向縮短率和擴張不均勻性有降低的趨勢；隨著支撐體寬度的增加，支架的徑向回彈率有降低的趨勢，而支架的軸向縮短率和擴張不均勻性有增加的趨勢。在擴張過程中，支撐體長度與最大等效應力成反比；支撐體寬度與最大等效應力成正比；圓弧曲率半徑與最大等效應力成反比。 將三種參數(shù)九個支架在脈流循環(huán)載荷作用下的平均應力和應力幅的點繪制到Goodman極限應力線圖中，可以看出支架的所有節(jié)點均處于極限應力線下方，理論上說明這些支架在人體內工作時不會發(fā)生疲勞斷裂。有限元結果顯示：隨著支撐體長度、寬度或圓弧曲率半徑的增加，支架抵抗變形能力在增強，最大平均應力和應力幅有上升的趨勢，疲勞強度有下降的趨勢。在血管內的脈流循環(huán)載荷作用下，支撐體長度、寬度及圓弧曲率半徑均與疲勞安全系數(shù)成反比關系，其中支撐體寬度對疲勞安全系數(shù)的影響最大，圓弧曲率半徑次之，支撐體長度最小。 基于上述對支架疲勞強度的分析，有限元軟件可以模擬血管支架在人體內的工作情況，初步得知支架在靜態(tài)擴展和動態(tài)加載過程的應力分布狀況，并以減小最大等效應力為目標，通過研究結構參數(shù)與其疲勞強度之間的關系，為支架的優(yōu)化設計提供理論依據(jù)。
【關鍵詞】：血管支架 有限元法 疲勞強度 疲勞壽命 安全系數(shù)
【學位授予單位】：內蒙古工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：R318.11
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-18
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 血管內支架介入術的發(fā)展和現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 血管內支架介入術的起源9
• 1.2.2 PTCA 手術治療術9-10
• 1.2.3 PTCA 術后再狹窄和支架介入術10-11
• 1.3 血管內支架的發(fā)展及分類11-12
• 1.3.1 金屬裸支架到藥物涂層支架11
• 1.3.2 支架的分類11-12
• 1.4 有限元方法介紹及應用12-14
• 1.4.1 有限元方法的介紹12-13
• 1.4.2 有限元方法的應用13-14
• 1.5 血管內支架的疲勞14-15
• 1.5.1 血管內支架的疲勞要求14-15
• 1.5.2 血管內支架的有限元分析15
• 1.6 本文的選題意義和研究內容15-18
• 1.6.1 選題意義15-16
• 1.6.2 研究內容16-18
• 第二章 支架有限元模型及性能的評價18-32
• 2.1 幾何模型18-20
• 2.2 材料模型20-21
• 2.3 有限元模型21-25
• 2.4 邊界條件25-27
• 2.5 載荷定義27-28
• 2.6 分析步驟28
• 2.7 支架力學性能和疲勞性能的評價28-31
• 2.7.1 支架力學性能的評價28-29
• 2.7.2 支架疲勞性能的評價29-30
• 2.7.3 支架疲勞強度的計算30-31
• 2.8 小結31-32
• 第三章 支撐體長度對支架疲勞強度的影響32-40
• 3.1 支架模型32-33
• 3.2 有限元結果分析33-39
• 3.2.1 支撐體長度對支架壓握擴張的影響33-37
• 3.2.2 支撐體長度對支架疲勞強度的影響37-39
• 3.3 小結39-40
• 第四章 支撐體寬度對支架疲勞強度的影響40-48
• 4.1 支架模型40
• 4.2 有限元結果分析40-47
• 4.2.1 支撐體寬度對支架壓握擴張的影響40-45
• 4.2.2 支撐體寬度對支架疲勞強度的影響45-47
• 4.3 小結47-48
• 第五章 圓弧曲率半徑對支架疲勞強度的影響48-55
• 5.1 支架模型48
• 5.2 有限元結果分析48-54
• 5.2.1 曲率半徑對支架壓握擴張的影響48-53
• 5.2.2 曲率半徑對支架疲勞強度的影響53-54
• 5.3 小結54-55
• 第六章 結論55-57
• 參考文獻57-61
• 致謝61-62
• 作者簡介62-63

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 張慶寶;王偉強;齊民;梁棟科;楊大智;;冠狀動脈支架緊縮反彈行為有限元分析[J];北京生物醫(yī)學工程;2006年04期

2 孫建華;劉金龍;王慶良;吳高峰;;醫(yī)用316L不銹鋼表面改性的研究進展[J];材料導報;2011年09期

3 申祥;倪中華;;生物可降解鎂合金支架的擴張性能[J];東南大學學報(自然科學版);2008年01期

4 梁棟科,楊大智,齊民,王偉強;超彈性鎳鈦合金血管內支架的有限元分析[J];功能材料;2005年03期

5 張慶寶;王偉強;齊民;梁棟科;楊大智;;不同材料冠狀動脈支架膨脹行為分析[J];功能材料;2007年01期

6 馮海全;江旭東;胡志勇;張燁;;CoCr合金冠脈支架擴張變形的生物力學性能研究[J];功能材料;2012年S2期

7 馮海全;何平基;胡志勇;李治國;韓青松;;球囊擴張式冠脈支架的彎曲疲勞壽命[J];機械設計與研究;2013年02期

8 李建軍;羅七一;謝志永;李雨;;有限元分析在冠脈支架設計中的應用[J];生物醫(yī)學工程學進展;2009年02期

9 王偉強;楊大智;齊民;;冠狀動脈支架膨脹行為的有限元分析[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2006年06期

10 王建宇;李佳戈;湯京龍;陸頌芳;奚廷斐;;冠脈支架的長期加速腐蝕疲勞測試[J];生物醫(yī)學工程學雜志;2008年02期

本文編號：768896