带锁髓内钉棒槌形高螺纹锁钉的疲劳分析

摘要

平常在治疗骨折中，常见带锁髓内钉都是静力型带锁髓内钉，而锁钉是非常重要的组成部分。锁钉存在疲劳断钉的缺陷，这种情况不利于骨折愈合，需要再次手术，增加患者痛苦。随着有限元技术应用范围广泛，在医学上已经得到大量应用，为此，设计了一种新的锁钉后利用有限元技术，研究其疲劳特性。主要研究内容如下：
　　阐述髓内钉的研究现状，探究髓内钉、锁钉研究中目前出现的问题，提出课题的意义与目的，并确定研究思路。
　　根据材料力学理论，得出设计成高螺纹棒槌形锁钉结构形状依据，分析结构设计的合理性。螺纹结构设计成高螺纹后，螺纹优势在哪些地方。
　　通过CT扫描得到胫骨三维模型图像，用Mimics、Geomagic Studio处理得到胫骨三维模型。根据选用型号的参数，在Pro/E中分别画出髓内钉、锁钉结构，再将胫骨同它们装配在一起得到对应的结构模型。
　　按照 ANSYS Workbench分析的流程，利用静力学结构分析方法，在 ANSYS Workbench分析两种胫骨模型、两种髓内钉模型、两种锁钉模型的详细静力分析过程。静力学分析结果表明，在同样的条件下，与普通锁钉相比较棒槌形锁钉应力不易集中、位移变形小。
　　参考疲劳分析的基本理论，nCode疲劳分析特点，确定疲劳分析方法及流程。根据前文ANSYS Workbench静力学分析的结果，在nCode中分析两种髓内钉模型、两种锁钉模型。得出疲劳分析结果表明，在同样的条件下，与普通锁钉相比较棒槌形锁钉疲劳寿命长，抗疲劳性好。
　　对比分析疲劳仿真与疲劳力学试验结果。结果表明，疲劳寿命值非常接近，变化趋势一致。综合分析高螺纹的优势，得出棒槌形高螺纹锁钉比普通螺纹锁钉抗疲劳性强。

目录

声明

第一章 绪论

1.1引言

1.2 髓内钉研究现状

1.2.3锁钉研究现状

1.3 计算机辅助工程

1.4 论文研究目的及意义

1.5 论文研究方法和研究内容

1.6 本章小结

第二章 棒槌形高螺纹锁钉设计

2.1 棒槌形截面设计

2.2 高螺纹设计

2.3 锁钉拔钉装置及材料的选择

2.4 带锁髓内钉

2.5本章小结

第三章 基于CT扫描的建模

3.1生物力学

3.2 三维建模软件介绍

3.3基于CT扫描胫骨三维建模

3.4 胫骨带锁髓内钉几何模型的建立

3.5 本章小结

第四章 基于ANSYS Workbench锁钉的静力学分析

4.1有限元技术的应用

4.2锁钉静力分析

4.3 本章小结

第五章 锁钉疲劳仿真分析

5.1疲劳以及疲劳分析的基本理论

5.2 nCode软件概述及基本功能

5.3基于nCode的锁钉疲劳分析

5.4数值模拟跟力学试验比较分析

5.5本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2展望

参考文献

发表论文和科研情况说明

致谢