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股骨头的有限元分析

(2023-07-03 21:24:11)
标签:

有限元分析

有限元

有限元软件

强度分析

结构分析

编辑:杭州那泰科技    www.nataid.com

股骨头的有限元分析

6有限元分析模型在Matic3.0软件内打开,进行面网格划分和网格优化(面网格数见表1),使模型面网格均匀,并降低面网格错误发生率,股骨近端面网格优化后进行体网格划分(体网格数见表1),然后将体网格模型导回Mimics16.0,按照表格,并参照软件中材料公式及灰度值进行材料赋值。

将赋值后的模型导入到ANSYS软件中,进行有限元仿真实验。固定模型股骨远端表面,按照躯干和上肢在体质量中的比例换算出加载在单个股骨头上的应力值(病例120.2kg×9.8=197.96N;病例221kg×9.8=205.8N;病例322.8kg×9.8=223.44N,见表1)。分别在3个模型股骨头表面持续施加相应载荷,并使载荷均匀分布于表面各节点。采用定性和定量两种方法表示,前者用应力分布云图表示(图3-6,彩图见插页)。后者计算方法如下:计算股骨颈和通道应力集中部位的平均VonMises应力,在应力集中部均匀选取10个节点,计算其均值(表2-4)。

通过表2-4有限元数据分析,、、期中,分别比较加载一定应力后,单孔CD5HCD股骨头应力,股骨头应变;分析股骨头、股骨颈和粗隆处髓芯减压开口处等数据,不论期还是期ANFHHCD减压后,无论应力和变形,均优于单孔CD减压。HCD多通道减压更稳定、安全。

   股骨头缺血坏死发病年龄低,致残率高。虽全髋关节置换术能很好的重建髋关节功能,但是对于活动量大,活动要求高的年轻患者不得不面临多次置换术或翻修术。所以保留髋关节的手术仍然是研究热点。保留髋关节的手术,俗称保头术,首选CD。该方法从1962年开始应用到目前已达半个世纪,其手术创伤小,出血少,术后卧床时间短,恢复快。被认为是目前治疗早中期ANFH较为成熟的保髋方法,手术疗效肯定,但也存在一些问题如术后塌陷、股骨颈骨折等。

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