血管壁的非線性動(dòng)力學(xué)研究.pdf

1、本研究來源于國家自然科技基金項(xiàng)目“主動(dòng)脈弓夾層瘤的力學(xué)機(jī)制研究”。主動(dòng)脈弓的運(yùn)動(dòng)和變形是央層動(dòng)脈瘤形成的重要因素。當(dāng)血管共振時(shí)，近心端主動(dòng)脈壁的徑向運(yùn)動(dòng)尤為明顯，其變形是主動(dòng)脈管損傷的主要原因。因此研究動(dòng)脈管的徑向固有頻率和變形是十分必要。為了更好更準(zhǔn)確的探究血管的性質(zhì)，根據(jù)血管的本身特性、幾何特點(diǎn)和受力狀態(tài)，采用理論推導(dǎo)和數(shù)值模擬兩種方法，對其大變形情況下的徑向振動(dòng)進(jìn)行研究分析。 本文以彈性力學(xué)知識(shí)為基礎(chǔ)，在線彈性大變形的條件

2、下，通過引入柱坐標(biāo)系進(jìn)行嚴(yán)格的理論推導(dǎo)來得到血管平面應(yīng)變、平面應(yīng)力動(dòng)態(tài)方程和血管空間動(dòng)力學(xué)方程，為流固耦合提供了非線性動(dòng)力學(xué)邊界條件。然后用人體胸降主動(dòng)脈的參數(shù)來構(gòu)造數(shù)值模型，以柱坐標(biāo)作為參考系，利用ABAQUS有限元軟件分別進(jìn)行線彈性直管、非線彈性直管、線彈性彎管、非線彈性彎管的動(dòng)力學(xué)數(shù)值模擬，給出不同邊界條件下具體數(shù)值計(jì)算得到的前四階固有頻率和模態(tài)，以及發(fā)生共振時(shí)主動(dòng)脈弓整體變形位圖和彎管三個(gè)截面變形圖。將數(shù)值結(jié)果進(jìn)行比較，得出：非