熱致形狀記憶聚合物血管支架有限元分析.pdf

1、形狀記憶聚合物(SMP)作為新型智能材料，由于其獨特的形狀記憶效應，具有廣闊的應用前景。自膨脹型形狀記憶聚合物血管支架是形狀記憶聚合物在醫(yī)學領域的重要應用，但是由于血管支架本身形狀和服役環(huán)境的復雜性，使得常規(guī)方法對支架的優(yōu)化設計非常困難。通過有限元方法可以方便地對血管支架介入血管的過程進行仿真模擬，通過改變幾何參數(shù)和材料參數(shù)，討論不同設計方案之間的優(yōu)劣，實現(xiàn)對支架的優(yōu)化設計。
　　本文的主要工作如下:
　　1)基于粘彈性高分

2、子理論和時溫等效原理，建立能更準確描述玻璃型熱致形狀記憶聚合物形狀記憶行為的時溫等效方程;對玻璃型熱致形狀記憶聚合物的形狀記憶過程進行模擬，通過與Tobushi等進行的形狀記憶實驗結果的對比表明:改進后的本構模型對加載、降溫和卸載三步的模擬效果很好，但在自由回復階段，該本構模型未考慮不可恢復應變。
　　2)對Barot本構模型中的結晶度演化方程進行了合理簡化，對Kim等的形狀記憶實驗結果進行了預測。結果表明:簡化后的本構模型對形狀

3、記憶過程模擬的整體效果很好;當最大加載應變較小時，對應力-應變曲線的趨勢模擬不夠準確;隨著最大加載應變的增大，對應力-應變曲線的趨勢模擬越來越準確;隨著最大加載應變的增加，對應力的模擬誤差逐漸增大;對低溫下臨時固定的應變的模擬，隨著最大加載應變的增大，準確度逐漸降低;升溫后，該本構模型未考慮不可恢復應變。
　　3)建立玻璃型熱致形狀記憶聚合物血管支架有限元模型，模擬了血管支架介入血管的熱力學過程，討論血管支架厚度對支架支撐性能的影

4、響。結果表明:支架厚度會影響支架對血管的支撐效果:厚度太薄支架容易發(fā)生變形失穩(wěn)，減弱支架的支撐能力;隨著支架厚度的增加，撐開形狀越均勻，越不容易發(fā)生變形失穩(wěn)，支撐效果越好;支架的柔順性則隨著厚度的增加而降低。因此，支架的厚度選擇要適中，這樣可兼顧撐開性能和柔順性能。
　　4)建立結晶型熱致SMP血管支架有限元模型，模擬血管支架介入血管的熱力學過程。討論血管支架的材料參數(shù)對支架支撐性能的影響。結果表明:血管徑向撐開位移與可逆相模量和