基于ANSYS的人体膝关节半月板撕裂数值模拟

发布时间：2017-08-04 01:01

  本文关键词：基于ANSYS的人体膝关节半月板撕裂数值模拟

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【摘要】：目的研究半月板在撕裂情况下膝关节应力、应变以及有效表面压力分布的情况。方法基于CT和MR扫描图像数据,使用软件Mimics和ANSYS,应用逆向工程原理建立膝关节的三维有限元模型(包括上、下膝盖骨和半月板),模型中处理忽略关节软骨和韧带。分析和对比健康完整膝关节、内侧半月板"V"字形撕裂膝关节和半月板纵向撕裂膝关节3种模型在承受轴向载荷时的力学响应情况。结果在轴向载荷作用下,健康膝关节半月板要传递大部分压应力载荷,且这些载荷主要集中在半月板中部的横向侧,最大的接触压力出现在半月板中间部分的后方。半月板撕裂时,应力最大的部位出现在撕裂部位周边,且由于撕裂部位的存在,半月板的接触应力分布有显著变化。结论半月板撕裂对膝关节各部件的应力分布和峰值有很大影响,医生可根据半月板的撕裂形状,通过确定半月板上应力集中的位置,有效、准确地确定半月板撕裂患者最需要重点修复治疗的地方。
【作者单位】： 西南科技大学土木工程与建筑学院力学教研室;
【关键词】： 膝关节 半月板 撕裂 接触应力 有限元分析
【基金】：西南科技大学博士基金项目(09zx7127)
【分类号】：R684;R318.01
【正文快照】： 半月板是膝关节一个重要的多功能组成部分及部件,对膝关节其他部件的运动具有传力、减震、有效分配表面压力等作用,其最重要的作用是传输腿关节50%~70%的压缩载荷[1]。很多学者探讨了完整半月板传递载荷的作用及机制[2-3]。正因为半月板需要传递腿关节的大部分载荷,其发生撕裂

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本文编号：617054