三維鈦網(wǎng)顱骨修補(bǔ)片建模及結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究.pdf

1、為了改善三維鈦網(wǎng)顱骨修補(bǔ)片的力學(xué)性能，使接受顱骨修補(bǔ)術(shù)的患者獲得更好的愈后效果，本文利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design)技術(shù)設(shè)計(jì)制作個(gè)體化顱骨修補(bǔ)片。針對(duì)一種常用的三維顱骨修補(bǔ)鈦網(wǎng)，建立鈦網(wǎng)修補(bǔ)片的幾何模型和有限元模型，并在此基礎(chǔ)上采用凸筋技術(shù)對(duì)鈦網(wǎng)修補(bǔ)片進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。 論文首先介紹人體顱腦生物力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)、薄殼力學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，有限元法基礎(chǔ)知識(shí)和正交實(shí)驗(yàn)的基本原理。然后，以CT數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對(duì)缺損顱骨進(jìn)行三

2、維重構(gòu)，設(shè)計(jì)了顱骨修補(bǔ)片的曲面模型。在此基礎(chǔ)上，通過去除材料的方法建立了鈦網(wǎng)修補(bǔ)片的幾何模型；通過邊界約束條件的確定、載荷條件的等效和網(wǎng)格劃分建立了鈦網(wǎng)修補(bǔ)片的有限元模型。接下來(lái)，論文借助模型采用凸筋技術(shù)對(duì)三維鈦網(wǎng)修補(bǔ)片進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為了確定優(yōu)化的效果，論文以鈦網(wǎng)加筋后受力的最大變形為指標(biāo)，以凸筋的長(zhǎng)、寬、高為因素，為每個(gè)因素選擇三個(gè)不同的水平設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，壓出凸筋后，鈦網(wǎng)修補(bǔ)片受力后的變形明顯減小，對(duì)此變形影響最為顯著的