髖關(guān)節(jié)是人體重要的運(yùn)動(dòng)及承載關(guān)節(jié),但由于病變、事故等原因?qū)е碌捏y關(guān)節(jié)功能障礙很大程度影響了患者的正常生活和工作。人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是目前解決該問題的有效方法,其中股骨假體的生物力學(xué)性能對(duì)術(shù)后人工髖關(guān)節(jié)的穩(wěn)定及長期療效有重要影響,因此設(shè)計(jì)合理的股骨假體模型,使其更好地適應(yīng)人體內(nèi)部的生理環(huán)境尤為重要。隨著有限元技術(shù)在生物力學(xué)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,利用該技術(shù)輔助研發(fā)和評(píng)價(jià)新型假體以指導(dǎo)臨床治療成為醫(yī)用生物力學(xué)領(lǐng)域的重要手段。本文以某骨科材料有限公司的Plus標(biāo)準(zhǔn)股骨假體和以其為原型優(yōu)化改進(jìn)的2052-2102新型假體為研究對(duì)象,通過生物力學(xué)性能的對(duì)比研究探究新型假體的優(yōu)化效果,為企業(yè)后期生物力學(xué)試驗(yàn)和假體的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論參考。首先,對(duì)比研究了2052-2102新型股骨假體和Plus標(biāo)準(zhǔn)股骨假體的生物力學(xué)性能：基于醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)完成了人體股骨的三維重建,將獲得的股骨模型根據(jù)臨床需要切割后分別與2052-2102和Plus假體裝配,獲得用于有限元分析的置換模型；對(duì)兩種置換模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分及有限元模擬相關(guān)設(shè)定后分別進(jìn)行靜態(tài)、步態(tài)和扭轉(zhuǎn)載荷分析,對(duì)比分析結(jié)果,評(píng)估兩種假體在使用安全性、置換穩(wěn)定性、減... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：92 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 髖關(guān)節(jié)及股骨生物力學(xué)特點(diǎn)
    1.3 人工髖關(guān)節(jié)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 人工髖關(guān)節(jié)材料
        1.3.2 人工髖關(guān)節(jié)固定方式
    1.4 人工髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.4.1 人工髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究
        1.4.2 人工髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)特點(diǎn)
        1.4.3 有限元技術(shù)在人工髖關(guān)節(jié)置換中的應(yīng)用
    1.5 課題研究背景及意義
    1.6 本文主要研究內(nèi)容
第二章 基于醫(yī)學(xué)圖像的2052-2102和Plus置換模型三維建模
    2.1 引言
    2.2 醫(yī)學(xué)圖像三維重建技術(shù)
        2.2.1 醫(yī)學(xué)圖像獲取技術(shù)
        2.2.2 CT圖像基礎(chǔ)知識(shí)
        2.2.3 CT圖像處理技術(shù)
        2.2.4 三維重建技術(shù)
    2.3 股骨的三維重建
        2.3.1 股骨圖像的獲取
        2.3.2 股骨圖像的處理
        2.3.3 股骨的三維重建
    2.4 2052-2102和Plus股骨假體模型的建立
    2.5 2052-2102和Plus置換模型的建立
    2.6 本章小結(jié)
第三章 2052-2102和Plus假體置換有限元模型的建立及分析
    3.1 引言
    3.2 生物力學(xué)研究基礎(chǔ)
        3.2.1 有限元基本思想
        3.2.2 生物力學(xué)研究約定
        3.2.3 人體髖關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)及受力特點(diǎn)
    3.3 2052-2102 和Plus假體置換有限元模型的建立
        3.3.1 網(wǎng)格模型的建立
        3.3.2 材料性質(zhì)的設(shè)定
        3.3.3 邊界條件與載荷設(shè)定
    3.4 靜態(tài)載荷下兩種置換模型有限元分析結(jié)果及討論
        3.4.1 應(yīng)力分析
        3.4.2 位移分析
    3.5 步態(tài)載荷下兩種置換模型有限元分析結(jié)果及討論
        3.5.1 應(yīng)力分析
        3.5.2 位移分析
    3.6 扭轉(zhuǎn)載荷下兩種置換模型有限元分析結(jié)果及討論
        3.6.1 應(yīng)力分析
        3.6.2 位移分析
        3.6.3 摩擦應(yīng)力分析
    3.7 兩種假體置換模型生物力學(xué)性能對(duì)比分析
    3.8 本章小結(jié)
第四章 股骨材料特性對(duì)2052-2102置換模型生物力學(xué)性能研究的影響
    4.1 引言
    4.2 股骨為非均質(zhì)材料的2052-2102假體置換有限元模型的建立
        4.2.1 非均質(zhì)材料給賦
        4.2.2 有限元模型的建立
    4.3 靜態(tài)載荷下兩種材料模型有限元分析結(jié)果及對(duì)比
        4.3.1 應(yīng)力分析
        4.3.2 位移分析
    4.4 步態(tài)載荷下兩種材料模型有限元分析結(jié)果及對(duì)比
        4.4.1 應(yīng)力分析
        4.4.2 位移分析
    4.5 扭轉(zhuǎn)載荷下兩種材料模型有限元分析結(jié)果及對(duì)比
        4.5.1 應(yīng)力分析
        4.5.2 位移分析
        4.5.3 摩擦應(yīng)力分析
    4.6 兩種材料模型對(duì)生物力學(xué)性能研究影響的討論
    4.7 本章小結(jié)
第五章 2052-2102和Plus股骨假體疲勞壽命的對(duì)比研究
    5.1 引言
    5.2 疲勞壽命分析理論基礎(chǔ)
        5.2.1 疲勞累積損傷基本理論
        5.2.2 材料S-N曲線
        5.2.3 疲勞分析流程及常用軟件介紹
    5.3 疲勞分析及結(jié)果討論
        5.3.1 不同材料模型對(duì)2052-2102新型假體疲勞壽命的影響
        5.3.2 2052-2102新型假體與Plus標(biāo)準(zhǔn)假體的疲勞壽命對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
學(xué)位論文評(píng)閱及答辯情況表


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]人工關(guān)節(jié)假體生物力學(xué)建模分析[D]. 周悅.河南科技大學(xué) 2014
[2]人工全髖關(guān)節(jié)置換三維有限元建模及其在體生物力學(xué)研究[D]. 趙明光.河南科技大學(xué) 2013
[3]沖擊載荷下機(jī)械零部件疲勞分析方法及其應(yīng)用研究[D]. 李昆.合肥工業(yè)大學(xué) 2013
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[8]管件內(nèi)高壓單步成形和兩步成形法數(shù)值仿真研究[D]. 肖磊.山東大學(xué) 2009
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[10]骶骨螺釘固定技術(shù)有限元分析的研究[D]. 谷征征.山東大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3597834