中国矫形外科杂志

2015, v.23;No.377(15) 1415-1421

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膝关节假体设计的有限元分析
Finite element analysis of the design in knee joint prosthesis

赵志昕;侯丽丽;贾斌;

摘要(Abstract):

[目的]建立膝关节胫骨基座力学测试的有限元模型,并预测平台假体胫骨基座的疲劳特性和不同屈曲角度下聚乙烯衬垫的磨损。[方法]选用一款后稳定型(posterior stabilized,PS)固定平台膝关节假体,将模型设为连续、均匀和各项同性的材料,根据ISO 14879-1的要求,建立胫骨基座力学测试的有限元模型,试验测试基座在500万次载荷循环下的存活率。建立股骨假体和聚乙烯衬垫的三维有限元模型,测试不同屈曲角度下聚乙烯衬垫的磨损。[结果]胫骨基座的Von Mises应力峰值出现在基座固定柱和防旋翼的相接处,约为254.6 MPa。聚乙烯衬垫的接触面积在屈曲0°~60°时逐渐增加,屈曲60°~135°的过程中接触面积则开始迅速减少;而聚乙烯衬垫的平均接触应力则随着屈曲角度的增加而增加。[结论]有限元方法提供了一个可用于评估膝关节假体力学性能的虚拟平台,具有经济、可信度高的特点。本文建立的有限元模型能够快速、有效的预测膝关节假体的力学性能,为膝关节假体的设计改进奠定了基础。

关键词(KeyWords): 膝关节假体;全膝关节置换术;有限元方法

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 北京市科委资助项目(编号:Z111100059411060)

作者(Author): 赵志昕;侯丽丽;贾斌;

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参考文献(References):

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