有限元分析方法在股骨假體受力和假體頭頸結(jié)合部微磨位移分析中的應(yīng)用.pdf

1、　　目的：本課題第一部分使用有限元分析方法分析了不同頸干角對(duì)股骨假體受力的影響。微磨指的是兩種材料間的微小相對(duì)移動(dòng)(低振幅振蕩滑動(dòng))，其中一種材料受到循環(huán)往復(fù)的機(jī)械外力的作用。髖關(guān)節(jié)股骨假體的頭頸結(jié)合部存在著這種微磨，它是一系列危及假體的損傷的始作俑者。微磨會(huì)導(dǎo)致金屬表面鈍化膜的破壞，使金屬暴露于有侵蝕性的體液環(huán)境中。最具危害的是微磨會(huì)導(dǎo)致金屬微粒和金屬離子的釋放。它經(jīng)常會(huì)給其他形式腐蝕創(chuàng)造條件，如裂隙，麻點(diǎn)狀腐蝕斑或粗糙面。微磨還會(huì)降

2、低金屬的疲勞壽命。盡管與假體關(guān)節(jié)面相比，頭頸接合部的表面相當(dāng)小，但是在人工髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后的長(zhǎng)期臨床結(jié)果中，此方面的問題越來越受到重視。現(xiàn)在關(guān)于這一方面的研究還非常少，而且交界面機(jī)械作用力、表面損傷和腐蝕的復(fù)雜性給描述和定義這一現(xiàn)象造成了很多困難。本課題第二部分采用有限元的分析方法分析了在髖關(guān)節(jié)合力的作用下組配式髖關(guān)節(jié)假體頭頸結(jié)合部因其相對(duì)微動(dòng)而產(chǎn)生的磨蝕，著重在于錐度、頭的直徑、頭的材質(zhì)和頸的材質(zhì)與此種磨損的關(guān)系，并為假體設(shè)計(jì)提供幫助。

3、結(jié)論：本課題表明有限元分析方法在分析股骨假體受力和髖關(guān)節(jié)頭頸結(jié)合部問題的可行性、可信性。本研究顯示，頸干角在136度左右時(shí)股骨假體的應(yīng)力分布趨于合理。同時(shí)表明要想達(dá)到髖關(guān)節(jié)組配式假體頭頸結(jié)合部的最小微磨位移應(yīng)由直徑和彈性模量均較大的頭與錐度和彈性模量均較大的頸組成。雖然本課題為計(jì)算機(jī)模擬模型，設(shè)定的條件均是在理想狀態(tài)下的，并沒有考慮在體內(nèi)復(fù)雜環(huán)境下假體的情況，所加載的外力也是髖關(guān)節(jié)的假定外力，但是仍可以對(duì)假體的設(shè)計(jì)提供幫助。我們可以通過