有限元法分析不同负荷下髋臼区的应力分布
张海峰1
尹爱华1
董毅1
宋翠荣1
刘媛媛1
任国山2
庞胤1
1.沧州医学高等专科学校,河北省沧州市,0610012.河北医科大学,河北省石家庄市,050017
摘要：背景：髋骨形状不规则，解剖结构复杂，难以测量其应力分布及传导过程。目的：基于CT数据，建立髋骨、股骨上段三维有限元模型，分析正立位下加载不同负荷时髋臼区的应力分布与传递特点，探索髋骨骨折的力学机制。方法：选择1名成年健康男性进行髋部CT扫描，获得影像数据，将数据导入Mimics 14.0，建立髋骨、股骨上段的三维模型；再经过划分网格、赋材质、转化为有限元模型，利用有限元分析软件Ansys 13.0计算负荷300，600，900，1200 N时，髋臼前壁、髋臼顶部、髋臼后壁的应力分布，髋臼各区应力值及髋臼单元的位移变化。结果与结论：①成功建立了髋骨和股骨的三维模型，包括284183个结点、160665个单元；②髋臼区应力分布特点：正立位各负荷下，应力最大值位于髋臼顶部后上方区域，后壁次之，前壁最小；应力经4条途径传递：经髋臼顶部向临近髂骨、沿骨盆界线向骶髂关节、向髋臼窝内传导、沿耻骨支方向传导；随加载负荷的增大，应力值增大，传导距离变远，髋臼单元应变量增大；③结果提示，基于CT数据应用Mimics 14.0软件建立的髋臼区三维模型仿真性高，可行有限元试验分析其不同负荷下的应力分布，为髋关节人工假体的设计提供指导数据。
关键词：骨科植入物数字化骨科髋臼三维有限元模型有限元分析应力分析
分类号：R318(医用一般科学)
资助基金：沧州市科学技术研究与发展指导计划(151302001)
论文发表日期：2016-01-01
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：6( 5867-5872 )
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