2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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文檔簡介

1、目的:
  1.建立正常成人L1~S1三維有限元模型,并驗(yàn)證模型的有效性。
  2.在已建立的有效腰骶椎三維有限元模型基礎(chǔ)上,模擬腰骶椎帶鎖軸向融合器置入術(shù),在此基礎(chǔ)上分析不同載荷條件下帶鎖軸向內(nèi)固定融合器的應(yīng)力分布及位移,為研制腰骶椎帶鎖軸向融合器提供需要改進(jìn)的目標(biāo)和評價參考指標(biāo)。
  方法:
  利用逆向工程軟件Mimics10.01,Geomagic11.0,Solidworks2011等軟件在 CT掃描的

2、基礎(chǔ)上建立正常成人的腰骶椎(L1~S1)有限元模型并驗(yàn)證其有效性,然后在Solidworks2011下建立腰骶椎帶鎖軸向融合器的幾何模型,并模擬手術(shù)過程將腰骶椎帶鎖軸向融合器裝配到有效的腰骶椎模型中,對其進(jìn)行網(wǎng)格模型劃分,建立起裝配有帶鎖軸向融合器的腰骶椎有限元網(wǎng)格模型,根據(jù)腰骶椎和內(nèi)固定的材料屬性,對模型進(jìn)行賦值導(dǎo)入Solid works2011中得到最終有限元模型。對模型施加載荷:生理狀態(tài)載荷:軸向壓縮(1500N)、屈曲(25N·

3、m)和扭轉(zhuǎn)(15N·m)預(yù)載荷;極限狀態(tài)載荷:軸向壓縮(10000N)、屈曲(91N·m)和扭轉(zhuǎn)(88N·m)預(yù)載荷。對模型進(jìn)行前屈、后伸、側(cè)彎、旋轉(zhuǎn)載荷運(yùn)動,在Hypermesh10.0軟件下完成上述工況下腰骶椎帶鎖軸向融合器內(nèi)部應(yīng)力分布和位移計算,在ANSYS Workbench14.0軟件下顯示有限元分析結(jié)果,并計算上述工況下腰骶椎帶鎖軸向融合器內(nèi)部應(yīng)力分布和運(yùn)動位移,評價其生物力學(xué)性能。
  結(jié)果:
  1.建立了正

4、常成人的腰骶椎(L1~S1)三維有限元模型與文獻(xiàn)報道結(jié)果一致,腰骶椎模型單元數(shù)272822個,節(jié)點(diǎn)數(shù)418414個;裝配帶鎖軸向融合內(nèi)固定器的腰骶椎模型單元數(shù)638111個,節(jié)點(diǎn)數(shù)965063個。
  2.各運(yùn)動載荷下腰骶椎帶鎖軸向融合器各部分的應(yīng)力分布:
  在模擬受壓的不同的工況下,所研制的軸向帶鎖軸向內(nèi)固定融合器中,中軸螺釘融合器與椎弓根交鎖釘應(yīng)力分布不同,中軸螺釘融合器應(yīng)力明顯高于椎弓根交鎖釘,腰骶椎帶鎖軸向內(nèi)固定融

5、合器各部分在垂直壓縮載荷狀態(tài)下所受的應(yīng)力遠(yuǎn)小于在屈曲、扭轉(zhuǎn)等狀態(tài)時所受的應(yīng)力。在生理載荷下,腰骶椎帶鎖軸向融合器各部分的應(yīng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于內(nèi)固定器抗壓強(qiáng)度,能夠提供足夠的強(qiáng)度以保證其在腰骶椎生理負(fù)荷狀態(tài)下均不會遭到破壞;但在極限負(fù)荷下,垂直壓縮+前屈+旋轉(zhuǎn)及垂直壓縮+右屈+左旋工況下超過內(nèi)固定最大抗壓強(qiáng)度,最大應(yīng)力出現(xiàn)在植骨孔周圍。
  3.各運(yùn)動狀態(tài)下腰骶椎帶鎖軸向融合器各部分的位移大小分布:
  在模擬受壓的不同的工況下,所研

6、制的腰骶椎帶鎖軸向融合器的位移大小分布不同:生理載荷下,位移很小,能夠提供足夠的強(qiáng)度以保證其在腰骶椎生理負(fù)荷狀態(tài)下穩(wěn)定性。在極限負(fù)荷下,垂直壓縮+前屈+右旋工況下最大位移出現(xiàn)在L5椎弓根交鎖釘,位移為2.9004mm。
  全文結(jié)論:
  1、建立了有效正常成人腰骶椎(L1~S1)三維有限元模型。
  2、在生理載荷下,腰骶椎帶鎖軸向內(nèi)固定器能夠提供足夠的強(qiáng)度,保證穩(wěn)定性和提高植骨融合率。
  3、在極限載荷下,

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