本文關(guān)鍵詞：人工寰齒關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計及仿真分析

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【摘要】：背景:有研究表明傳統(tǒng)的各種寰樞關(guān)節(jié)模型具有良好的生物力學(xué)特性,然而不能完全滿足人體的要求�；谇叭搜芯康幕A(chǔ),擬通過對寰樞椎關(guān)節(jié)的要求進(jìn)行分析,探討出一種不僅能預(yù)防寰樞關(guān)節(jié)不穩(wěn),而且能使樞椎部件具有一定的靈活性的結(jié)構(gòu),使之更滿足人體的需要。目的:利用有限元法分析顱頸交界處寰樞椎外側(cè)關(guān)節(jié)受扭矩后變化,利用靜力學(xué)分析探討寰齒關(guān)節(jié)模型的三維運動力學(xué)性能和疲勞壽命以及安全系數(shù)。方法:利用三維造型和有限元軟件建立寰齒關(guān)節(jié)三維有限元模型,對優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)在靜力學(xué)分析里面進(jìn)行疲勞分析,圍繞模型中心軸施加0.5 N·m的轉(zhuǎn)矩,通過對仿真分析的結(jié)果進(jìn)行分析,從而評估優(yōu)化后的寰齒關(guān)節(jié)模型的性能和壽命。結(jié)果與結(jié)論:傳統(tǒng)的寰齒關(guān)節(jié)模型是通過銷釘固定在體內(nèi),樞椎不能轉(zhuǎn)動且外形有缺陷,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)不僅能使寰齒關(guān)節(jié)保持良好的穩(wěn)定性又能使其具有關(guān)節(jié)運動功能,限位塊的添加使其有一定的轉(zhuǎn)動角度且不至于超出限制的旋轉(zhuǎn)角度。由于實際要求,應(yīng)考慮到操作方便、安置牢固、較少甚至消除副損傷,寰齒關(guān)節(jié)應(yīng)選用鈦合金材質(zhì),各部分零件尺寸的選取都需要達(dá)到實際要求。結(jié)果說明,優(yōu)化后的寰齒關(guān)節(jié)模型實現(xiàn)了創(chuàng)新性和實用性的要求,通過實驗證明在機(jī)械學(xué)上是可行的,優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)各項指數(shù)均達(dá)到要求。
【作者單位】： 中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所;寧波市第六醫(yī)院;
【關(guān)鍵詞】： 組織工程 寰樞關(guān)節(jié) 有限元分析 疲勞 骨科植入物 數(shù)字化骨科 寰齒關(guān)節(jié) 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 靜力學(xué)分析 限位塊 旋轉(zhuǎn)軸套 疲勞分析 鈦合金 旋轉(zhuǎn)角度 壽命分析
【分類號】：R687.4;R318.1
【正文快照】： 文章快速閱讀:結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的人工寰齒關(guān)節(jié)模型特點結(jié)局:(1)優(yōu)化后的寰齒關(guān)節(jié)模型實現(xiàn)了創(chuàng)新性結(jié)構(gòu)優(yōu)化和實用性的要求;(2)此模型在機(jī)械學(xué)上是可行的;(3)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)各項指數(shù)均達(dá)到要求。寰齒關(guān)節(jié)模型文題釋義:分析靜力學(xué):是指以一般質(zhì)點系為力學(xué)模型,以作用在系統(tǒng)上有功力的

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