人工寰齿关节结构优化设计及仿真分析

发布时间：2017-07-28 20:11

  本文关键词：人工寰齿关节结构优化设计及仿真分析

  更多相关文章： 组织工程 寰枢关节 有限元分析 疲劳 骨科植入物 数字化骨科 寰齿关节 结构优化 静力学分析 限位块 旋转轴套 疲劳分析 钛合金 旋转角度 寿命分析

【摘要】：背景:有研究表明传统的各种寰枢关节模型具有良好的生物力学特性,然而不能完全满足人体的要求。基于前人研究的基础,拟通过对寰枢椎关节的要求进行分析,探讨出一种不仅能预防寰枢关节不稳,而且能使枢椎部件具有一定的灵活性的结构,使之更满足人体的需要。目的:利用有限元法分析颅颈交界处寰枢椎外侧关节受扭矩后变化,利用静力学分析探讨寰齿关节模型的三维运动力学性能和疲劳寿命以及安全系数。方法:利用三维造型和有限元软件建立寰齿关节三维有限元模型,对优化后的结构在静力学分析里面进行疲劳分析,围绕模型中心轴施加0.5 N·m的转矩,通过对仿真分析的结果进行分析,从而评估优化后的寰齿关节模型的性能和寿命。结果与结论:传统的寰齿关节模型是通过销钉固定在体内,枢椎不能转动且外形有缺陷,优化后的结构不仅能使寰齿关节保持良好的稳定性又能使其具有关节运动功能,限位块的添加使其有一定的转动角度且不至于超出限制的旋转角度。由于实际要求,应考虑到操作方便、安置牢固、较少甚至消除副损伤,寰齿关节应选用钛合金材质,各部分零件尺寸的选取都需要达到实际要求。结果说明,优化后的寰齿关节模型实现了创新性和实用性的要求,通过实验证明在机械学上是可行的,优化后的结构各项指数均达到要求。
【作者单位】： 中国科学院宁波材料技术与工程研究所;宁波市第六医院;
【关键词】： 组织工程 寰枢关节 有限元分析 疲劳 骨科植入物 数字化骨科 寰齿关节 结构优化 静力学分析 限位块 旋转轴套 疲劳分析 钛合金 旋转角度 寿命分析
【分类号】：R687.4;R318.1
【正文快照】： 文章快速阅读:结构优化设计的人工寰齿关节模型特点结局:(1)优化后的寰齿关节模型实现了创新性结构优化和实用性的要求;(2)此模型在机械学上是可行的;(3)优化后的结构各项指数均达到要求。寰齿关节模型文题释义:分析静力学:是指以一般质点系为力学模型,以作用在系统上有功力的

【相似文献】

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 叶祥记;祝涛;张孝卫;张鑫;;简化疲劳分析的基本原理及其工程应用[A];'2009全国钢结构学术年会论文集[C];2009年

2 刘洪涛;于皓;侯涛;张孝卫;邓贤锋;;海洋简易平台桩的疲劳分析[A];2009年度海洋工程学术会议论文集（上册）[C];2009年

3 薛贵林;宇慧平;隋允康;赵尔冰;杜家政;岳彩锐;;脉动真空灭菌器的疲劳分析[A];北京力学会第14届学术年会论文集[C];2008年

4 罗修纯;;传统疲劳分析方法的适用性与局限性[A];第三届全国结构工程学术会议论文集（上）[C];1994年

5 陈怡;;基于瞬态振动有限元解的疲劳分析算例[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

6 周毅;陈启亮;;集成化疲劳分析方法在某轻卡车架开发中的应用[A];第八届中国CAE工程分析技术年会暨2012全国计算机辅助工程（CAE）技术与应用高级研讨会论文集[C];2012年

7 卢晨霞;王朋波;;汽车车轮疲劳分析与结构改进[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

8 陈莉;常文魁;;典型对接结构疲劳分析研究[A];第22届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2013年

9 文静;房永刚;路燕;邹鸣中;张跃;孙造占;;核安全设备疲劳分析方法与步骤[A];北京力学会第19届学术年会论文集[C];2013年

10 邓合霞;夏日长;;谱疲劳分析中小波浪的不同处理方法分析研究[A];第十三届中国科协年会第13分会场-海洋工程装备发展论坛论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前1条

1 安世亚太 雷先华;结构疲劳分析技术新进展[N];中国航空报;2006年

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 于浩洋;基于疲劳分析的800MN模锻压机可靠性及监测系统研究[D];燕山大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 徐丰;汽车后扭力梁的疲劳分析与研究[D];河北工程大学;2015年

2 钟知原;动应力数据采集及疲劳分析系统研究[D];西南交通大学;2016年

3 周远芳;飞灰排放槽过滤器应力评定及疲劳分析[D];东北大学;2008年

4 牛兴海;风电机组中关键零部件的疲劳分析及应用[D];重庆大学;2012年

5 杨文慧;汽车风扇罩动载荷工况下的疲劳分析[D];武汉理工大学;2014年

6 彭程;自升式平台动力响应及疲劳分析研究[D];天津大学;2007年

7 李伦;采煤刮板输送机轨座的疲劳分析[D];河北工业大学;2007年

8 赵茂川;多荷载耦合作用下近海风机桩基础疲劳分析[D];重庆交通大学;2014年

9 杨晓君;三峡转轮疲劳分析[D];西南交通大学;2006年

10 刘新宇;汽车钢圈疲劳分析与寿命估算方法研究[D];广西大学;2007年

，

本文编号：585795