不同规格膝关节假体的接触状态研究

发布时间：2021-03-31 23:17

　　目的对设计相同但规格尺寸不同的同型号产品进行接触状态分析,为磨损试验的规格选择提供理论依据。方法基于合理性假设,利用ABAQUS模拟膝关节系统在站立位时的受力情况,并通过采用富士感压纸（MW）对不同规格产品进行接触面积试验,用于对比分析研究。结果通过模拟分析,该型号产品随着规格增大,股胫接触面积增大,范围为128～220 mm²,形状逐渐加宽,接触应力减小,范围为20.73～32.70 MPa。结论对比接触应力和接触面积的综合变化率,以及各个规格的市场占有率,确定选择#4或#5规格进行膝关节磨损试验更为合理。 

【文章来源】：生物骨科材料与临床研究. 2020,17(04)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

股胫三维模型:A.冠状面视图;B.矢状面视图

超高分子量聚乙烯应力应变曲线

将不同规格的三维模型导入ABAQUS 6.13软件，按上述要求赋予材料属性。股骨髁参考点设定为质心，并与其耦合处理，作为刚体[5]。股骨髁与胫骨垫的接触面设定为表面与表面接触，摩擦系数为0.04，如图3A所示，加载力为2 000 N，作用于参考点上，方向垂直于胫骨垫表面向下，股骨髁向下自由，胫骨垫下表面全约束，如图3B所示[11-12]。股骨髁和胫骨垫均使用修正二次四面体网格（C3D10M），经过对网格收敛性分析确定股骨髁网格密度为1.7 mm，胫骨垫网格密度总体为2 mm，对胫骨垫接触区域的单元进行细化，平均边缘长度为1.2 mm，如图4A、图4B所示[10]。


本文编号：3112245