基于正交各向異性分析的皮質(zhì)骨鉆削的仿真與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、骨鉆削手術(shù)經(jīng)常被應(yīng)用于整形外科和創(chuàng)傷科等手術(shù)治療中。在骨鉆削過程中由于鉆削刀具和人體組織的劇烈摩擦，皮質(zhì)骨的溫度會(huì)不斷上升、力逐漸增大，當(dāng)溫度高于一定值時(shí)，將引起骨細(xì)胞的熱壞死。在以往許多運(yùn)用有限元法研究骨鉆削的過程中，皮質(zhì)骨的材料屬性通常被設(shè)置為各向同性，而實(shí)際情況下，皮質(zhì)骨為各向異性材料。為此，通過對(duì)皮質(zhì)骨材料屬性的研究，能更好的分析皮質(zhì)骨鉆削過程中鉆削參數(shù)對(duì)鉆削溫度和軸向力的影響，為指導(dǎo)骨鉆削手術(shù)和病人的術(shù)后康復(fù)提供一定的理論指導(dǎo)

2、。
　　因此在本文的研究中，首先運(yùn)用有限元仿真軟件ABAQUS模擬皮質(zhì)骨的鉆削過程，其中將皮質(zhì)骨的材料屬性分別設(shè)置為各向同性和正交各向異性，比較了皮質(zhì)骨材料屬性分別為各向同性和正交各向異性時(shí)仿真結(jié)果的不同。然后進(jìn)行鉆削實(shí)驗(yàn)，對(duì)仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比、分析。最后研究鉆削參數(shù)對(duì)鉆削溫度及軸向力的影響，并得出鉆削溫度和軸向力關(guān)于鉆削參數(shù)的預(yù)報(bào)模型。主要研究過程如下：
　　1、建立骨鉆削仿真模型。選取合理的鉆削參數(shù)，在ABAQU

3、S中分別建立材料屬性為各向同性和正交各向異性時(shí)的皮質(zhì)骨鉆削有限元仿真模型，分析材料屬性的不同對(duì)皮質(zhì)骨的應(yīng)力、鉆削溫度及軸向力的影響規(guī)律。
　　2、進(jìn)行骨鉆削實(shí)驗(yàn)。選取標(biāo)準(zhǔn)醫(yī)療麻花鉆和新鮮的豬股骨進(jìn)行鉆削實(shí)驗(yàn)，對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，同時(shí)對(duì)材料屬性設(shè)置為正交各向異性時(shí)的有限元仿真值和實(shí)驗(yàn)值進(jìn)行對(duì)比分析。結(jié)果表明：材料屬性設(shè)置為各向異性時(shí)的有限元模型能夠較好的模擬骨鉆削過程。
　　3、構(gòu)建鉆削皮質(zhì)骨過程中溫度和軸向力預(yù)報(bào)模型?；诓?/p>