損傷軟骨力學性質(zhì)的數(shù)值模擬和實驗研究.pdf

1、在整個關(guān)節(jié)中關(guān)節(jié)軟骨所起的作用是極其重要,是使關(guān)節(jié)有減震性能和較小的摩擦力等獨特性能突出的決定性因素之一。然而,因為關(guān)節(jié)軟骨在生物中所處的特殊位置以及關(guān)節(jié)軟骨的功能作用,其發(fā)生損傷很常見。而且關(guān)節(jié)軟骨的再生能力有限,如果軟骨一旦發(fā)生損傷,其再生將是十分困難的。因此,深入認識軟骨損傷的發(fā)生機理,判斷軟骨損傷的演變機制,可以為軟骨修復提供行之有效的參考。本課題主要從數(shù)值模擬和實驗研究兩個方面研究軟骨的力學性能,仿真部分主要應用大型分析軟件A

2、NSYS10.0建立軟骨模型,利用單元的生死技術(shù)選項殺死部分單元,模擬軟骨的缺失損傷,分析損傷軟骨在受到10％壓縮量的下的受力及應變情況。實驗部分對豬股骨頭軟骨在缺失損傷的情況下進行單向壓縮試驗,考察損傷軟骨在不同層區(qū)的受力及應變情況,并對不同損傷深度進行比較。
　　 目的從數(shù)值模擬和實驗研究兩個方面研究損傷軟骨的力學性質(zhì),為軟骨修復及應用于臨床的軟骨替代物必須達到合適的結(jié)構(gòu)和功能才能很好的修復軟骨缺損提供行之有效的參考。

3、>　　 方法應用大型分析軟件ANSYS10.0建立軟骨切面模型,采用自底向上建模方式,由點生成線,由線生成面,模型中考慮了纖維的存在,對軟骨切面施加位移載荷。通過殺死部分單元模擬軟骨的損傷,約束活動節(jié)點,刪除死單元位移載荷,約束深層軟骨的全部自由度,進行求解計算。仿真結(jié)果與實驗結(jié)果進行比對,從而得出結(jié)論。
　　 結(jié)果和討論仿真結(jié)果顯示了損傷軟骨所受的應力,應變值較大,而且損傷區(qū)域越大,軟骨應力和應變的最大值越大,最大值主要集中