發(fā)布時(shí)間：2017-11-20 13:04

  本文關(guān)鍵詞：基于CT圖像的股骨上段有限元建模及單元尺寸分析

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【摘要】：目的基于CT圖像構(gòu)建5個(gè)不同的股骨上段有限元模型,并分析模型單元尺寸對(duì)股骨模型材料屬性分布以及生物力學(xué)性能的影響。方法利用螺旋CT掃描股骨上段并以DICOM格式輸出圖像文件,利用Mimics軟件提取三維幾何文件,分別使用Mimics、3-Matica、ICEM軟件生成體素網(wǎng)格模型、四面體網(wǎng)格模型和3個(gè)六面體網(wǎng)格模型(單元尺寸分別為2、1和0.5 mm),在Mimics中對(duì)網(wǎng)格文件進(jìn)行材料賦值,將最終的有限元模型導(dǎo)入ABAQUS中進(jìn)行力學(xué)行為分析。結(jié)果單元尺寸對(duì)5個(gè)模型總質(zhì)量影響較小,5個(gè)模型沿相同路徑上節(jié)點(diǎn)處Von Mises應(yīng)力和節(jié)點(diǎn)位移整體變化趨勢(shì)一致,但是各個(gè)節(jié)點(diǎn)處Von Mises應(yīng)力誤差較大,單元尺寸為0.5 mm的六面體網(wǎng)格模型與體素網(wǎng)格模型各節(jié)點(diǎn)處Von Mises應(yīng)力值接近。結(jié)論基于CT灰度值進(jìn)行材料賦值時(shí),單元尺寸對(duì)模型的總質(zhì)量和節(jié)點(diǎn)位移影響較小,但是單元尺寸的減小將導(dǎo)致模型中各材料含量和分布的改變,引起應(yīng)力分布的變化。當(dāng)模型單元尺寸與體素尺寸接近時(shí),能較好反映股骨的質(zhì)量分布和力學(xué)行為。
【作者單位】： 太原理工大學(xué)應(yīng)用力學(xué)與生物醫(yī)學(xué)工程研究所;
【基金】：山西省高等學(xué)校創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)支持計(jì)劃項(xiàng)目
【分類(lèi)號(hào)】：R681;R816.8
【正文快照】： 目前,骨科生物力學(xué)的研究主要包括臨床觀察與解剖、尸體標(biāo)本實(shí)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)人體假肢試驗(yàn)和有限元仿真等多種手段,考慮到實(shí)驗(yàn)材料獲取難易程度、實(shí)驗(yàn)體個(gè)體差異、對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備和技術(shù)的要求以及試驗(yàn)成本等因素,有限元方法被越來(lái)越廣泛地應(yīng)用于生物力學(xué)分析[1-3]。在股骨上段有限元仿真

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1207222