膝關(guān)節(jié)假體的遠(yuǎn)期壽命取決于假體磨損性能,關(guān)節(jié)面相對運(yùn)動(dòng)時(shí)的應(yīng)力分布區(qū)域以及接觸應(yīng)力大小是影響磨損的主要因素。一旦膝關(guān)節(jié)假體失效,就需要對患者進(jìn)行人工關(guān)節(jié)的翻修手術(shù),對患者來說時(shí)間、金錢成本昂貴,對外科醫(yī)生來說也很有挑戰(zhàn)性。在膝關(guān)節(jié)置換的臨床上發(fā)現(xiàn)人工膝關(guān)節(jié)部件之間的應(yīng)力分布區(qū)域、接觸應(yīng)力大小都與人工膝關(guān)節(jié)中股骨部件的屈曲軸有不可分割的關(guān)系。通過應(yīng)用Abaqus軟件建立在標(biāo)準(zhǔn)步態(tài)下兩種屈曲軸位置不同的膝關(guān)節(jié)假體模型,研究屈曲軸對膝關(guān)節(jié)接觸應(yīng)力與接觸區(qū)域的影響。在全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)中,超高分子量聚乙烯（UHMWPE）脛骨襯墊的磨損是影響膝關(guān)節(jié)假體使用壽命的一個(gè)關(guān)鍵性因素。在人體中對人工關(guān)節(jié)材料的磨損進(jìn)行觀察及研究有一定的困難,本文通過聚乙烯銷釘-金屬盤實(shí)現(xiàn)多方向相對運(yùn)動(dòng)方式近似模擬人工關(guān)節(jié)日常運(yùn)動(dòng),通過應(yīng)用Abaqus軟件建立銷盤有限元模型,使用Pyhton提取模型的接觸應(yīng)力、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)和Matlab計(jì)算銷釘?shù)哪p參數(shù),研究交叉剪切比對于磨損的影響。本文建立遠(yuǎn)后端擬合屈曲軸與前遠(yuǎn)端擬合屈曲軸膝關(guān)節(jié)模型,遠(yuǎn)后端擬合屈曲軸較前遠(yuǎn)端擬合屈曲軸產(chǎn)生股骨后滾的效果,增加屈曲的活動(dòng)范圍,說明屈曲軸的位置可能... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 人工膝關(guān)節(jié)的類型
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 研究目標(biāo)及主要內(nèi)容
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究主要內(nèi)容
2 有限元模型的建立以及磨損仿真技術(shù)的介紹
    2.1 有限元軟件的介紹
    2.2 有限元仿真模型的建立
        2.2.1 有限元模型的網(wǎng)格劃分
        2.2.2 有限元接觸模型
    2.3 銷盤模型相關(guān)參數(shù)的計(jì)算方法
    2.4 磨損系數(shù)與磨損因子公式理論與實(shí)驗(yàn)的對比
    2.5 Abaqus軟件的二次開發(fā)
        2.5.1 Python語言對Abaqus進(jìn)行二次開發(fā)
        2.5.2 Python提取輸出數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)
    2.6 Matlab-Python-Abaqus的聯(lián)用
        2.6.1 Matlab程序調(diào)用Abaqus
        2.6.2 Matlab-Python修改Abaqus的 inp文件
    2.7 本章小結(jié)
3 膝關(guān)節(jié)假體屈曲軸位置對接觸應(yīng)力分布的影響
    3.1 引言
    3.2 膝關(guān)節(jié)模型的建立
    3.3 結(jié)果
        3.3.1 位移控制接觸應(yīng)力的分布區(qū)域
        3.3.2 力控制接觸應(yīng)力的分布區(qū)域
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
4 交叉剪切運(yùn)動(dòng)對UHMWPE磨損的影響
    4.1 引言
    4.2 銷盤模型的建立
    4.3 結(jié)果
        4.3.1 不同載荷對接觸應(yīng)力的影響
        4.3.2 銷盤模型在不同輸入條件下的CS
        4.3.3 銷盤模型磨損深度
    4.4 討論
    4.5 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]膝關(guān)節(jié)假體脛骨襯墊幾何設(shè)計(jì)對其接觸力學(xué)和運(yùn)動(dòng)的影響[J]. 王猛,李興,成博,王俊元,杜文華,劉峰.  中國組織工程研究. 2019(18)
[2]交叉剪切對人工關(guān)節(jié)應(yīng)用中PEEK和CFR-PEEK磨損的影響[J]. 王俊元,段晨曦,杜文華,董磊.  中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[3]基于Python的ABAQUS二次開發(fā)應(yīng)用[J]. 謝瑞敏,王雪軍.  中國水運(yùn)(下半月). 2017(10)
[4]不同型號膝關(guān)節(jié)固定平臺假體匹配的三維有限元生物力學(xué)分析[J]. 姬林松,李彥林,黃贊,賈笛,余洋,高寰宇.  實(shí)用醫(yī)學(xué)雜志. 2016(02)
[5]活動(dòng)與固定平臺的單髁假體置換治療膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室骨關(guān)節(jié)炎[J]. 戴雪松,宓云峰,熊炎,章淼鋒,祝磊波,朱蘇南,蔣立鋒.  中華骨科雜志. 2015 (07)
[6]全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)股骨假體屈曲位放置對術(shù)后膝前痛及膝關(guān)節(jié)功能影響研究[J]. 周健強(qiáng),付昆,孟志斌,李洪潮.  重慶醫(yī)學(xué). 2015(18)
[7]初次全膝關(guān)節(jié)置換術(shù)的臨床現(xiàn)狀[J]. 王坤正.  中國醫(yī)師雜志. 2015 (01)
[8]蛋白聚糖異常代謝在關(guān)節(jié)炎損傷機(jī)制中的作用[J]. 楊文芳,周惠瓊.  中國骨與關(guān)節(jié)雜志. 2015(01)
[9]旋轉(zhuǎn)鉸鏈型膝關(guān)節(jié)置換術(shù)在膝部骨腫瘤中應(yīng)用的臨床研究[J]. 王永貴,劉江濤.  中國醫(yī)藥導(dǎo)報(bào). 2013(07)
[10]不同型號配對固定平臺型膝關(guān)節(jié)假體生物力學(xué)有限元分析研究[J]. 劉志宏,劉利,韋林,馮建民,鄧廉夫,沈宇輝.  國際骨科學(xué)雜志. 2012(05)

博士論文
[1]超高分子量聚乙烯的表面改性及其耐磨性能研究[D]. 謝東.西南交通大學(xué) 2011

碩士論文
[1]交叉剪切效應(yīng)下人工關(guān)節(jié)材料聚醚醚酮的磨損機(jī)理研究[D]. 段晨曦.中北大學(xué) 2019
[2]PEEK/UHMWPE/CoCrMo人工關(guān)節(jié)配副的生物摩擦及腐蝕行為[D]. 張曉.中國礦業(yè)大學(xué) 2019
[3]壓縮載荷下全膝關(guān)節(jié)軟骨缺損和修復(fù)力學(xué)行為的實(shí)驗(yàn)研究及仿真分析[D]. 王世雷.天津理工大學(xué) 2019
[4]人工膝關(guān)節(jié)假體承載面幾何設(shè)計(jì)及接觸力學(xué)研究[D]. 李興.中北大學(xué) 2018



本文編號：3686106