基于不同縫合密度非線性材料生物瓣膜力學(xué)性能分析.pdf

1、提高生物瓣膜的耐久性是人工生物瓣膜研究領(lǐng)域亟待解決的問題。近年來，計算機(jī)輔助設(shè)計技術(shù)已經(jīng)逐步應(yīng)用于生物瓣膜的研究，并成為設(shè)計性能優(yōu)良的生物瓣膜的主要途徑。生物瓣膜制作過程中，瓣葉的縫合密度對生物瓣膜的力學(xué)性能有著較大的影響。因此，對生物瓣膜瓣葉進(jìn)行不同針數(shù)縫合密度下的動態(tài)力學(xué)性能分析是十分必要的。
　　 論文以心瓣流體動力學(xué)及薄膜殼體理論為依據(jù)，根據(jù)仿生學(xué)原則，設(shè)計出了圓球面、橢球面、圓柱面及旋轉(zhuǎn)拋物面四種型面的瓣葉，并運用Pr

2、o/E軟件對四種型面瓣葉及動脈壁進(jìn)行了實體建模，為不同縫合密度瓣葉的動力學(xué)分析提供了三維實體模型。將瓣葉的實體模型導(dǎo)入ANSYS/LS-DYNA軟件中，對不同縫合針數(shù)的瓣葉進(jìn)行動態(tài)力學(xué)性能分析，比較縫合密度對不同型面生物瓣膜動態(tài)力學(xué)性能的影響。將瓣葉模型與動脈壁模型導(dǎo)入ANSYS Workbench軟件中，建立瓣葉的固體模型及血液的流體模型，進(jìn)行生物瓣膜的流固耦合分析。
　　 本文對圓球面、圓柱面、橢球面及旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉在不同針

3、數(shù)縫合密度下進(jìn)行動態(tài)力學(xué)性能分析。分析結(jié)果表明，在瓣葉整個加載過程中，兩片瓣葉與瓣架的縫合處都出現(xiàn)了應(yīng)力集中現(xiàn)象，縫合密度對瓣葉縫合邊頂部影響較大。圓球面、橢球面、圓柱面瓣葉都在50針縫合下具有較好的動態(tài)力學(xué)性能，而旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉則與這三種型面瓣葉不同，其在70針縫合下具有較好的動態(tài)力學(xué)性能。圓球面和橢球面瓣葉模型在優(yōu)化縫合針數(shù)下的動態(tài)力學(xué)性能優(yōu)于圓柱面及旋轉(zhuǎn)拋物面瓣葉模型。基于不同縫合密度的生物瓣膜力學(xué)性能分析為生物瓣膜的優(yōu)化和制造、