有限元分析方法在股骨假體受力和假體頭頸結合部微磨位移分析中的應用.pdf

1、　　目的：本課題第一部分使用有限元分析方法分析了不同頸干角對股骨假體受力的影響。微磨指的是兩種材料間的微小相對移動(低振幅振蕩滑動)，其中一種材料受到循環(huán)往復的機械外力的作用。髖關節(jié)股骨假體的頭頸結合部存在著這種微磨，它是一系列危及假體的損傷的始作俑者。微磨會導致金屬表面鈍化膜的破壞，使金屬暴露于有侵蝕性的體液環(huán)境中。最具危害的是微磨會導致金屬微粒和金屬離子的釋放。它經常會給其他形式腐蝕創(chuàng)造條件，如裂隙，麻點狀腐蝕斑或粗糙面。微磨還會降

2、低金屬的疲勞壽命。盡管與假體關節(jié)面相比，頭頸接合部的表面相當小，但是在人工髖關節(jié)置換術后的長期臨床結果中，此方面的問題越來越受到重視。現(xiàn)在關于這一方面的研究還非常少，而且交界面機械作用力、表面損傷和腐蝕的復雜性給描述和定義這一現(xiàn)象造成了很多困難。本課題第二部分采用有限元的分析方法分析了在髖關節(jié)合力的作用下組配式髖關節(jié)假體頭頸結合部因其相對微動而產生的磨蝕，著重在于錐度、頭的直徑、頭的材質和頸的材質與此種磨損的關系，并為假體設計提供幫助。

3、結論：本課題表明有限元分析方法在分析股骨假體受力和髖關節(jié)頭頸結合部問題的可行性、可信性。本研究顯示，頸干角在136度左右時股骨假體的應力分布趨于合理。同時表明要想達到髖關節(jié)組配式假體頭頸結合部的最小微磨位移應由直徑和彈性模量均較大的頭與錐度和彈性模量均較大的頸組成。雖然本課題為計算機模擬模型，設定的條件均是在理想狀態(tài)下的，并沒有考慮在體內復雜環(huán)境下假體的情況，所加載的外力也是髖關節(jié)的假定外力，但是仍可以對假體的設計提供幫助。我們可以通過