基于Composite Femur三维有限元股骨模型的建立及实验验证

摘要

背景：随着计算机技术的发展,三维有限元分析越来越多地应用于骨骼生物力学的研究,股骨作为人体最大最粗的长骨具有典型生理意义,其生物力学问题需要深入研究。目的：建立长管状骨的有限元分析模型,并通过力学实验验证有关参数。方法：通过CT扫描3rd generation composite femurs,获得连续断层图片,导入MIMICS医学建模软件生成实体模型后,应用通用有限元分析软件进行网格划分、材料属性赋值生成有限元模型,约束边界条件,模拟受力状态进行加载,得出有限元模型上的应力与应变结果,并与实测实验结果对比。结果与结论：股骨有限元生成节点数为52 772,单元格为45 127,进行股骨干单向压缩实验仿真,有限元模型相对位移与验证实验和实验计算结果一致性良好。提示用MIMICS建立的股骨模型,在Ansys下进行有限元分析,得到的结果与生物力学基本吻合,说明建立的股骨模型是可靠的。