基于有限元方法的三維細(xì)胞模型與力學(xué)分析.pdf

1、生物力學(xué)的研究目的之一是探討生物組織的力學(xué)性質(zhì)和其功能之間的關(guān)系;而細(xì)胞力學(xué)研究的一個(gè)主要方向就是研究細(xì)胞和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)的力學(xué)性質(zhì)和其功能之間的關(guān)系。細(xì)胞力學(xué)性質(zhì)的研究既依賴于細(xì)胞實(shí)驗(yàn)技術(shù)的發(fā)展，也依賴于細(xì)胞模型的建立。組織層面的連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型研究已經(jīng)取得了一定的成果，而單細(xì)胞力學(xué)模型的建立仍然研究的相對(duì)較少。本課題在前人研究的基礎(chǔ)上，將細(xì)胞主要結(jié)構(gòu)視為粘彈性材料，利用有限元方法，在Abaqus6.7分析軟件的計(jì)算平臺(tái)上，初步建立了細(xì)胞

2、的三維模型。并以該模型為對(duì)象，計(jì)算和分析了細(xì)胞在剪切力，壓力等力學(xué)因素的作用下所產(chǎn)生的變形和應(yīng)力分布。主要工作包括：1)建立了一個(gè)由細(xì)胞膜，細(xì)胞質(zhì)，細(xì)胞核構(gòu)成的三維細(xì)胞模型，并賦予其粘彈性材料性質(zhì)，分析其在剪切力作用下的應(yīng)力和變形。2)分析了剪切力和正壓力同時(shí)作用于細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞的應(yīng)力及變形分布。3)分析了該細(xì)胞模型在有細(xì)胞內(nèi)預(yù)應(yīng)力存在時(shí)，其在剪切力作用下的應(yīng)力分布。論文建立了多層次、多成分的細(xì)胞模型，使得能夠分析到外力引起的細(xì)胞膜、細(xì)胞