【正文】 和髖臼配合，起到支撐上體的作用。 第六章：全文的總結(jié)和展望部分，對(duì)全文的研究做了總結(jié)并對(duì)今后工作提出了展望。 第三章：本研究的有限元分析部分，主要介紹了對(duì)股骨骨折系統(tǒng)有限元分析的過程，包括模型的建立、有限元分析過程。 3．股骨骨折系統(tǒng)模型的力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)：應(yīng)用電測(cè)法對(duì)股骨骨折系統(tǒng)在軸向加載下八個(gè)位置的應(yīng)變進(jìn)行了測(cè)量，八個(gè)位置分別為接骨板上四個(gè)，股骨上四個(gè)。 研究內(nèi)容 本研究利用逆向工程軟件建立由鈦合金接骨板固定的股骨骨折系統(tǒng)模型，運(yùn)用有限元法對(duì)股骨骨折系統(tǒng)進(jìn)行模擬仿真分析，并對(duì)部分仿真結(jié)果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。 天津理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文 4 骨生物力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀 趙均海等通過人體密質(zhì)骨撞擊實(shí)驗(yàn)研究，得出了應(yīng)力 應(yīng)變率隨時(shí)間變化的曲線以、應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系圖線；王勃等人通過對(duì)人的股骨和脛骨各向異性力學(xué)參數(shù)、流 變形特性的研究，測(cè)試了國人的股骨和脛骨不同方向的力學(xué)參數(shù)，并得到應(yīng)力松弛時(shí)力與時(shí)間的關(guān)系；趙文志等人通過動(dòng)物力學(xué)實(shí)驗(yàn)研究，建立了可數(shù)值量化的應(yīng)力與股骨近端生長關(guān)系的生物力學(xué)模型；吳維才等通過實(shí)驗(yàn)研究了扭轉(zhuǎn)載荷下股骨的力學(xué)性質(zhì)。旋前位固定； ②若外側(cè)移位 , 則采用屈 90176。研究發(fā)現(xiàn)壓電效應(yīng)能促進(jìn)骨痂的生長。相對(duì)于這些早期分析 , 現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)允許發(fā)展既省時(shí)廉價(jià)又功能強(qiáng)大的三維有限元模型。 Huiskes的工作對(duì)了解股骨植入物載荷傳遞的基本機(jī)制做出了非常重要貢獻(xiàn)。全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)是一個(gè)很常見的手術(shù)， 全球每年大約要完成 30萬例。研究人體椎間盤、周圍韌帶、關(guān)節(jié)內(nèi)軟骨的生物力學(xué)特性 ； 測(cè)試評(píng)價(jià)人工關(guān)節(jié)置換的效果。 隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，大量創(chuàng)新理論被實(shí)踐所證實(shí)，尤其是骨折愈合得到了重新認(rèn)識(shí)與審視，骨科內(nèi)固定治療體系即將迎來另一個(gè)飛速發(fā)展的時(shí)期。 國 內(nèi) 研究現(xiàn)狀 在 國內(nèi)，近年來研究內(nèi)固定接骨板的學(xué)者和專家越來越多。 AO 學(xué)派繼承了達(dá)尼斯等學(xué)者的內(nèi)固定思想和骨折一期愈合理論，倡導(dǎo)和推進(jìn)骨折內(nèi)固天津理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文 2 定治的療與研究，提出了著名的 AO 四原則，包括了堅(jiān)強(qiáng)內(nèi)固定、解剖復(fù)位、無創(chuàng)外科技術(shù)、術(shù)后早期無痛活動(dòng)。 本研究將利用逆向工程技術(shù)通過 CT 掃描的圖像，應(yīng)用 MIMICS 軟件對(duì)掃描圖像進(jìn)行處理，建立股骨模型，將股骨模型導(dǎo)入三維 CAD 軟件 Pro/E,按照 特定基準(zhǔn)進(jìn)行裝配，完成股骨內(nèi)固定系統(tǒng)模型的建立。體現(xiàn)了骨以最少的結(jié)構(gòu)材料來承受最大外力的功能適應(yīng)性。但是，無論在形態(tài)還是力學(xué)性質(zhì)上，骨頭都是各向異性的。目 錄 第一章 緒論 .............................................................. 2 1． 1 引言 .................................................................... 1 骨折內(nèi)固定接骨板的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ......................................... 1 國外研究現(xiàn)狀 ......................................................... 1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ......................................................... 2 骨生物力學(xué)有限元仿真的研究現(xiàn)狀 ........................................... 2 國外研究現(xiàn)狀 ......................................................... 2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ......................................................... 3 骨生物力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................... 3 骨生物力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的國外研究現(xiàn)狀 ..................................... 3 骨生物力學(xué)性能實(shí)驗(yàn)的國內(nèi)研究現(xiàn)狀 ..................................... 4 論文的研究目的、內(nèi)容及章節(jié)安排 ........................................... 4 研究目的 ............................................................. 4 研究內(nèi)容 ............................................................. 4 章節(jié)安排 ............................................................. 4 本章小結(jié) ................................................................. 5 第二章 股骨及相關(guān)附屬結(jié)構(gòu)的簡介 ..................................6 股骨的解剖結(jié)構(gòu) ........................................................... 6 股骨的附屬結(jié)構(gòu) ........................................................... 7 膝關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)分析 ................................................. 7 髖關(guān)節(jié)的解剖結(jié)構(gòu)分析 ................................................. 8 股骨干骨折類型 ........................................................... 8 骨折愈合機(jī)制 ............................................................. 9 本章小結(jié) ................................................................. 9 第三章 股骨干骨折系統(tǒng)模型建立及有限元分析 ........................ 11 有限元分析的前提 ........................................................ 11 股骨三維模型的建立 ...................................................... 11 反求工程的概念 ...................................................... 11 股骨模型的建立 ...................................................... 13 鈦合金接骨板、骨釘模型的建立及與股骨的裝配 .......................... 17 在 ANSYS 軟件內(nèi)建立股骨骨折系統(tǒng)模型 .................................. 17 內(nèi)固定接骨板系統(tǒng)的有限元分析 ............................................ 18 定義單元類型和材料屬性 .............................................. 18 劃分網(wǎng)格 ............................................................ 19 加載方式 ............................................................ 21 計(jì)算求解 ............................................................ 21 后處理 .............................................................. 21 有限元分析結(jié)果整理 .................................................. 29 結(jié)果分析 ............................................................ 30 本章小結(jié) ................................................................ 31 第四章 股骨愈合的力學(xué)實(shí)驗(yàn) ............................................... 32 電測(cè)法的簡介 ............................................................ 32 電測(cè)法的基本概述 .................................................... 32 電測(cè)法的特點(diǎn) ........................................................ 32 電測(cè)法在骨生物力學(xué)的應(yīng)用 ................................................ 32 骨愈合力學(xué)實(shí)驗(yàn) .......................................................... 33 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) ............................................................ 33 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì) ........................................................ 34 對(duì)應(yīng)有限元分析模型的建立 ................................................ 35 本章小結(jié) ................................................................ 36 第五章 股骨有限元分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)照 ............................ 37 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理 ............................................................ 37 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與有限元分析數(shù)據(jù)的比較 .......................................... 38 本章小結(jié) ................................................................ 39 第六章 結(jié)論與展望 .......................................................... 40 結(jié)論 .................................................................... 40 展望 .................................................................... 40 參考文獻(xiàn) .................................................................... 42 致謝 ......................................................................... 43 天津理工大學(xué) 2020屆本科畢業(yè)論文 1 第一章 緒論 1． 1 引言 生物力學(xué)是應(yīng)用力學(xué)原理和方法對(duì)生物體中的力學(xué)問題定量研究的生物物理學(xué)分支。在近似分析中，人與動(dòng)物骨頭的壓縮、拉伸、斷裂的強(qiáng)度理論及其狀態(tài)參數(shù)都可應(yīng)用材料力學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)公式。骨是骨膠原纖維和無機(jī)晶體的組合物，骨板由縱向纖維和環(huán)向纖維構(gòu)成，骨質(zhì)中的無 機(jī)晶體使骨強(qiáng)度大大提高。這主要是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)在人體體內(nèi)是無法進(jìn)行的，近年來有限元分析法的飛速發(fā)展為進(jìn)行骨力學(xué)探究開辟了一條新的思路。自AO 成立之日起為骨科內(nèi)固定做出了不可替代的貢獻(xiàn)，半個(gè)世紀(jì)以來隨著內(nèi)固定接骨板技術(shù)的發(fā)展與普及，現(xiàn)已形成一個(gè)從原則、理論、方法到設(shè)備和器材的完 整體系，成為當(dāng)今骨折治療領(lǐng)域中的經(jīng)典手段之一。強(qiáng)調(diào)骨折治療要重視 骨的生物學(xué)特性，也反映出 BO 新概念的核心。第三軍醫(yī)大學(xué)的熊雁等結(jié)合了 AO研究進(jìn)展中接骨板的所有優(yōu)點(diǎn)設(shè)計(jì)出了點(diǎn)接觸鎖定加壓接骨板 (PCLCP)，其 設(shè)計(jì)出的接骨板就是為了進(jìn)一步保護(hù)骨折端及骨皮質(zhì)血運(yùn)，提供骨折愈合的最佳生物學(xué)環(huán)境，并且為了讓充分保護(hù)了骨皮質(zhì)及骨折區(qū)域的血供該設(shè)計(jì)避免了接骨板與骨面之間不必要的接觸。在 1972年 Rybicki和 Brekelmans首次在骨生物力學(xué)中應(yīng)用有限元法，隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及，有限元對(duì)骨生物力學(xué)的研究起重大作用，在其中占領(lǐng)主導(dǎo)地位，主要應(yīng)用于內(nèi)外固定系統(tǒng)的研究、各種人工假體的設(shè)計(jì)及