缝针刺入角膜的力学建模与仿真

摘要

利用微力材料试验机以不同的刺入速度,对缝针刺入角膜组织产生的微小力进行一系列的力学测量试验.在此基础上,以超弹性和粘弹性理论为基础构建了角膜组织的材料本构模型.考虑眼外肌和眼压的作用,根据自下而上的建模方式建立角膜的几何模型.基于接触问题中的粘-滑理论,使用点-面和面-面接触的方式建立缝针刺入角膜的接触模型,并利用单元生死技术实现手术中缝针刺入角膜过程的有限元仿真.仿真的结果可为角膜移植机器人的精确控制提供重要的依据,并进一步保证机器人执行角膜移植手术的安全性和可靠性.