人工膝关节假体承载面几何设计及接触力学研究

发布时间：2021-10-01 01:23

　　膝关节置换松动失效的主要原因是由膝关节假体磨损导致的。磨损和膝关节假体接触力学有关。膝关节假体接触和假体承载面几何设计有关。因此本文利用有限元仿真研究膝关节假体承载面设计中几何参数和膝关节假体接触力学以及运动性能的关系。本文明确了膝关节假体承载面设计中所涉及的不同类型的几何参数,并介绍了膝关节假体承载面从曲率半径到股骨髁承载面的详细建模过程,建立了不同几何参数的膝关节假体几何模型。本文建立了标准步态下基于位移控制的膝关节假体有限元模型,并选择静力学分析对建立的位移控制的膝关节假体有限元模型进行数值验证。除了位移控制的膝关节假体有限元模型外,本文还建立了标准步态下基于力控制的膝关节假体有限元模型。并利用已经建立的位移控制膝关节假体有限元模型对其进行数值验证。本文研究了不同边界条件设置对位移控制的膝关节假体有限元模型中接触力学的影响。并利用位移控制的膝关节假体有限元模型研究了几何参数对膝关节假体接触力学的影响,揭示了几何参数和膝关节假体中接触力学的内在联系,为膝关节假体磨损研究提供了参考。本文利用建立的力控制的膝关节假体有限元模型研究了几何参数对膝关节假体运动性能的影响,揭示了几何参数和胫... 

【文章来源】：中北大学山西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

自然膝关节示意图

[2]。图1.2 膝关节骨折和退行性关节炎人工全膝关节置换是一项被成功应用于临床且成效显著的骨科外科手术。这是治疗骨性关节炎等关节疾病的有效手段[3]。图1.3 人工膝关节置换[4]人工膝关节假体由下列三部分组成：（1）金属材料主要是钴铬钼合金铸造成的股骨髁假体；（2）钴铬钼或者钛合金铸造成的胫骨假体托盘和以超高分子量聚乙烯为主要材料的用于模拟半月板的关节表面衬垫；（3）超高分子量聚乙烯材料制作的髌骨假体。图1.4 典型的人工膝关节假体

[3]。图1.3 人工膝关节置换[4]人工膝关节假体由下列三部分组成：（1）金属材料主要是钴铬钼合金铸造成的股骨髁假体；（2）钴铬钼或者钛合金铸造成的胫骨假体托盘和以超高分子量聚乙烯为主要材料的用于模拟半月板的关节表面衬垫；（3）超高分子量聚乙烯材料制作的髌骨假体。图1.4 典型的人工膝关节假体


本文编号：3416975