超聲手術(shù)刀的高頻疲勞仿真與實(shí)驗(yàn)分析.pdf

1、隨著臨床醫(yī)學(xué)的發(fā)展以及科技進(jìn)步，單孔微創(chuàng)手術(shù)正在迅速地普及和發(fā)展。因此，單孔微創(chuàng)超聲手術(shù)刀的臨床應(yīng)用也越來越廣泛，技術(shù)不斷更新完善。本文針對(duì)超聲手術(shù)刀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和刀桿的疲勞損傷特性進(jìn)行了研究和探索。
　　本文首先對(duì)超聲振動(dòng)系統(tǒng)組件，包括換能器和變幅桿進(jìn)行了設(shè)計(jì)分析，利用四端網(wǎng)絡(luò)法對(duì)換能器進(jìn)行理論模型分析，隨后通過有限元法研究換能器的電學(xué)和力學(xué)特性，對(duì)模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。同時(shí)，利用激光測振儀和阻抗分析儀等設(shè)備，對(duì)換能器的應(yīng)力分布、節(jié)點(diǎn)

2、位移分布等相關(guān)特性進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測試，驗(yàn)證了理論推導(dǎo)和仿真的準(zhǔn)確性，保證了方案的可行性。
　　以彈性波傳導(dǎo)理論為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了純縱振動(dòng)模態(tài)的超聲手術(shù)刀，并利用有限元法對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化。根據(jù)模態(tài)分析、諧響應(yīng)分析的仿真結(jié)果，獲得超聲刀的動(dòng)力學(xué)特性參數(shù)，并使用相關(guān)設(shè)備進(jìn)行實(shí)際測量，驗(yàn)證了仿真分析的結(jié)果。
　　基于應(yīng)力疲勞分析方法，對(duì)超聲刀的疲勞特性進(jìn)行了理論分析，討論了其 S-N曲線、應(yīng)力組合方法等相關(guān)問題，隨后使用ANSYS nCo