中国数字医学
中國數字醫學
중국수자의학
CHINA DIGITAL MEDICINE
2014年
4期
69-72
,共4页
徐志才%胡广洪%黄振宇%徐卿荣
徐誌纔%鬍廣洪%黃振宇%徐卿榮
서지재%호엄홍%황진우%서경영
膝关节%有限元分析%胫骨模型%生物力学
膝關節%有限元分析%脛骨模型%生物力學
슬관절%유한원분석%경골모형%생물역학
knee joint%finite element analysis%tibial model%biomechanical
目的:通过有限元法对膝关节进行力学仿真,探讨胫骨模型对膝关节生物力学行为的影响。方法:应用Mimics建立膝关节三维实体模型并对骨骼赋予不同的材料属性;使用Hypermesh建立膝关节三维网格模型,同时建立了不同胫骨长度的膝关节三维模型;在Abaqus中设置边界条件和软组织材料属性,施加载荷进行膝关节力学仿真。结果:通过有限元分析获得了膝关节主要软组织的应力和相互接触面积,得到胫骨上的Mises应力分布。结论:膝关节骨骼材料属性以及胫骨长度对膝关节软组织的力学行为基本没有影响,可在实际的对膝关节软组织的有限元分析中将骨性结构定义为刚体;胫骨上的Mises应力随骨骼材料属性和长度有明显的变化,在针对骨骼的有限元分析中需要建立完整的骨骼结构以及将骨骼划分为至少10种材料属性。
目的:通過有限元法對膝關節進行力學倣真,探討脛骨模型對膝關節生物力學行為的影響。方法:應用Mimics建立膝關節三維實體模型併對骨骼賦予不同的材料屬性;使用Hypermesh建立膝關節三維網格模型,同時建立瞭不同脛骨長度的膝關節三維模型;在Abaqus中設置邊界條件和軟組織材料屬性,施加載荷進行膝關節力學倣真。結果:通過有限元分析穫得瞭膝關節主要軟組織的應力和相互接觸麵積,得到脛骨上的Mises應力分佈。結論:膝關節骨骼材料屬性以及脛骨長度對膝關節軟組織的力學行為基本沒有影響,可在實際的對膝關節軟組織的有限元分析中將骨性結構定義為剛體;脛骨上的Mises應力隨骨骼材料屬性和長度有明顯的變化,在針對骨骼的有限元分析中需要建立完整的骨骼結構以及將骨骼劃分為至少10種材料屬性。
목적:통과유한원법대슬관절진행역학방진,탐토경골모형대슬관절생물역학행위적영향。방법:응용Mimics건립슬관절삼유실체모형병대골격부여불동적재료속성;사용Hypermesh건립슬관절삼유망격모형,동시건립료불동경골장도적슬관절삼유모형;재Abaqus중설치변계조건화연조직재료속성,시가재하진행슬관절역학방진。결과:통과유한원분석획득료슬관절주요연조직적응력화상호접촉면적,득도경골상적Mises응력분포。결론:슬관절골격재료속성이급경골장도대슬관절연조직적역학행위기본몰유영향,가재실제적대슬관절연조직적유한원분석중장골성결구정의위강체;경골상적Mises응력수골격재료속성화장도유명현적변화,재침대골격적유한원분석중수요건립완정적골격결구이급장골격화분위지소10충재료속성。
Objective: To discuss the effects of the bone model on the knee biomechanical behavior through the finite element analysis. Methods:The Mimics software is adopted to build the 3D knee models of knee and the Hypermesh is applied to reconstruct the 3D mesh models. Abaqus is used to simulate the biomechanical behavior. Results:The stress results and contact area of the knee soft structures and the tibial stress are achieved after the biomechanical simulation. Conclusions:It is found that the bone materials and tibial length have no effect on the biomechanical of the soft structures of knee joint. So the bone structure can be defined as rigid body in the finite element analysis of the soft structures of knee. The tibial stress changes obviously for the different bone materia ls and the tibial length. Thus it is necessary to establish the intact skeleton structure and to assign at least 10 kinds of bone material in the finite element analysis of bone structure.