【正文】 從開始進入課題到論文的順利完成，一直都離不開老師、同學(xué)、朋友給我熱情的幫助，在這里請接受我誠摯的謝意！在此我向天津理工大學(xué)機械工程學(xué)院的所有老師表示衷心的感謝，謝謝你們四年的辛勤栽培，謝謝你們在教學(xué)的同時更多的是傳授我們做人的道理，謝謝四年里面你們孜孜不倦的教誨！42。所以在此，再次對老師道一聲：老師，謝謝您！時光匆匆如流水，轉(zhuǎn)眼便是大學(xué)畢業(yè)時節(jié)，春夢秋云，聚散真容易。本次論文從選題到完成，每一步都是在導(dǎo)師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了導(dǎo)師大量的心血。導(dǎo)師淵博的專業(yè)知識、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)于律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無法、平易近人的人格魅力對本人影響深遠。如條件足夠的情況下，對股骨骨折系統(tǒng)的所有加載方式進行實驗驗證會更好。這將對最后測量的結(jié)果造成影響。如能重建整個下肢模型進行有限元分析，會更切合股骨的實際受力情況。（2）在進行有限元分析過程中，將股骨視為同一材料并且是線性彈性體，但事實上股骨結(jié)構(gòu)復(fù)雜，是非線性材料，還將骨釘簡化為圓柱體，這一系列簡化操作勢必造成一定的誤差?？梢酝ㄟ^更多的分類材料來更精確的進行運算。本文對鈦合金固定股骨骨折系統(tǒng)的有限元分析及實驗驗證進行了研究，取得了一定的成果，但是由于研究內(nèi)容涉及的內(nèi)容多、范圍廣，缺乏一定的臨床經(jīng)驗與知識面，并且實驗條件有限，因此研究工作不免存在諸多不足，需要進一步完善。較之以往的單獨以骨折時的股骨為研究對象有所提高，反應(yīng)了骨愈合過程中應(yīng)力的變化。在研究防腐骨骨折系統(tǒng)的應(yīng)力情況。相比以往的以干骨為基礎(chǔ)重建股骨在技術(shù)方面有所提高，是骨生物力學(xué)的前沿技術(shù)。盡管很多學(xué)者已經(jīng)對股骨的有限元分析做了大量的研究，但幾乎都局限于股骨或接骨板本身，而對接骨板固定股骨的股骨骨折系統(tǒng)中接骨板與股骨的應(yīng)力分析很少，這已經(jīng)不能滿足科技的發(fā)展和臨床需求；論文先利用有限元法模擬分析股骨骨折系統(tǒng)在股骨愈合期的5個階段，記錄應(yīng)力分布與轉(zhuǎn)移情況；然后對有限元分析結(jié)果進行了力學(xué)性能實驗。本章對有限元分析結(jié)果與力學(xué)實驗結(jié)果進行了數(shù)據(jù)匯總與分析，通過力學(xué)性能實驗數(shù)據(jù)結(jié)果的應(yīng)力應(yīng)變情況，對有限元分析結(jié)果進行了對比。有限元分析結(jié)果與實驗結(jié)果同樣反映了這一規(guī)律。觀察股骨上的應(yīng)變轉(zhuǎn)移情況：初時，應(yīng)變片1處的應(yīng)變相比其他三處應(yīng)變片為最大，隨著股骨的愈合，應(yīng)變逐漸向應(yīng)變片4逐漸轉(zhuǎn)移。將實驗數(shù)據(jù)中的250N的數(shù)據(jù)單獨提取。在填充材料為松木即骨愈合后期時，應(yīng)變片7處接骨板受拉伸力，其余各處均為壓縮力。隨著載荷的逐漸增加，應(yīng)變片5與8的應(yīng)變值同樣逐漸增大，增加到最大，其中5應(yīng)變片的應(yīng)變值最大，推測出剛骨折時，股骨骨折系統(tǒng)中主要應(yīng)力由接骨板承擔(dān)。推測出剛骨折時，股骨骨折系統(tǒng)中主要應(yīng)力由接骨板承擔(dān)。 應(yīng)變片的為應(yīng)變值（填充材料為聚氨酯） 應(yīng)變片的為應(yīng)變值（填充材料為松木）（填充材料為橡膠）在填充材料為聚氨酯即骨折最初期時，應(yīng)變片6及7處的接骨板受到拉伸力，其余各處均受到壓縮力。第五章 股骨有限元分析結(jié)果與實驗結(jié)果的對照 將第四章所設(shè)計的實驗獲得的數(shù)據(jù)進行整理，最后利用計算出的有限元分析結(jié)果與實踐結(jié)果的對照。用此方法可將八個應(yīng)變片對應(yīng)股骨骨折系統(tǒng)位置的應(yīng)力值一一測出，然后按照公式：（應(yīng)變值，應(yīng)力值，E彈性模量值）可計算得出相應(yīng)點的應(yīng)變值。由于應(yīng)變片顯示的應(yīng)變?yōu)閆方面的應(yīng)變，故選取數(shù)據(jù)時只選取了Z方面應(yīng)力。1模型對照股骨干骨折系統(tǒng)有限元分析模型與實物的對照。 以150N為基礎(chǔ)，以每次加50N的梯度加載至500N，同時記錄每次加載后8個應(yīng)變片的相應(yīng)應(yīng)變數(shù)據(jù)。通過應(yīng)變測試儀記錄八個應(yīng)變片的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，、。 ：萬能電子試驗機、。通過記錄應(yīng)變片在三個階段的應(yīng)變值，了解接骨板與股骨對應(yīng)部位的應(yīng)變及應(yīng)力變化情況。使用鈦合金接骨板及適量骨釘固定斷骨，并在股骨與接骨板的8個位置黏貼應(yīng)變片并進行編號。 :本次試驗選取防腐股骨，骨并在其股骨中段處制造出約3mm的橫斷間隙。而上述問題，可方便的測量各個部位的任意方向的應(yīng)變。人體骨骼是各向異性，非均勻材料，并且?guī)缀涡螤顝?fù)雜。作為生物力學(xué)重要研究方法之一的電測法正在被越來越多的研究學(xué)者所應(yīng)用。六十年代初，在體育方面諸如體操、舉重、田徑等運動項目的生物力學(xué)研究就有電測法的應(yīng)用，對運動員技術(shù)的提高起到了一定的作用。，能實現(xiàn)遙控測量。、尺寸較小、黏貼方便，對試件的工作狀態(tài)和應(yīng)力分布影響較小。通過電阻應(yīng)變儀就可測定相應(yīng)的變化，在應(yīng)用胡克定律或其他理論公式便可求得應(yīng)力值。在實驗測量前，將電阻應(yīng)變片用特殊粘合劑在欲測應(yīng)變部位進行粘合，當(dāng)殼體受到載荷作用發(fā)生一定形變時，組成電阻應(yīng)片的電阻絲也隨之同時變化，導(dǎo)致電阻絲橫截面積、截面積的改變，從而引起應(yīng)變片阻值的變化。電測法為應(yīng)力測試方法的一種。 本章小結(jié)本章簡要介紹了逆向工程，并應(yīng)用逆向工程構(gòu)建了股骨模型；Pro/E軟件繪制的接骨板、骨釘，裝配組成了股骨骨折系統(tǒng)模型；然后對股骨骨折系統(tǒng)在ANSYS軟件中進行了有限元分析，并對有限元分析后處理結(jié)果進行了討論。（3）隨著股骨愈合時間的推移股骨的承受應(yīng)力越來越大，接骨板承受的力越來越小，至股骨愈合50%時股骨與接骨板受力無明顯變化。（2）其次容易斷裂的部位在接骨板兩側(cè)，手術(shù)剛剛完成的時期，股骨骨折系統(tǒng)在前后彎曲15Nm力矩下，接骨板中段的兩側(cè)中段受到最大的應(yīng)力，等效應(yīng)力為129Mpa。 股骨骨折系統(tǒng)在受250N軸向力作用下骨愈合應(yīng)力變化 結(jié)果分析根據(jù)醫(yī)學(xué)臨床經(jīng)驗，一般，患者股骨愈合的前期是接骨板斷裂導(dǎo)致治療失敗的主要時期，并且自股骨愈合50%之后應(yīng)力無明顯變化，綜合上述后處理結(jié)果結(jié)論如下：（1）在不考慮疲勞磨損的情況下，接骨板最容易斷裂發(fā)生部位在接骨板中段及中段兩側(cè)，接骨板上對應(yīng)股骨骨折處的部位。 接骨板在前后彎矩加載下的 股骨在前后彎矩加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合90%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合90%）（3）股骨骨折系統(tǒng)在內(nèi)外彎曲15Nm力矩下，股骨骨折系統(tǒng)；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板兩側(cè)，股骨最大應(yīng)力處位于距股骨近端最近的螺釘位置，；這說明在股骨愈合90%時，股骨骨折系統(tǒng)在內(nèi)外彎曲15Nm力矩下，接骨板主要承擔(dān)載荷。 接骨板在內(nèi)外彎矩加載下的 等效應(yīng)力分布圖（愈合75%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合75%）5. 在股骨愈合90%時，股骨骨折系統(tǒng)在各種加載情況下的應(yīng)力分布情況（1）股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向加載力下，；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板兩側(cè)位置，股骨最大應(yīng)力處位于股骨遠端最近螺釘位置，；這說明在股骨愈合90%時，股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向壓力下，股骨主要承擔(dān)載荷，且接骨板兩側(cè)位置的強度。 接骨板在前后彎矩加載下的 股骨在前后彎矩加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合75%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合75%）（3）股骨骨折系統(tǒng)在內(nèi)外彎曲15Nm力矩下，股骨骨折系統(tǒng)、。 接骨板在內(nèi)外彎矩加載下的 等效應(yīng)力分布圖（愈合50%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合50%）4. 在股骨愈合75%時，股骨骨折系統(tǒng)在各種加載情況下的應(yīng)力分布情況（1）股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向加載力下，；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板上距離股骨遠端最近螺釘?shù)奈恢?，股骨最大?yīng)力處位于離股骨遠端的螺釘位置，；這說明在股骨愈合75%時，股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向壓力下，股骨主要承擔(dān)載荷，且接骨板上距離股骨近端最近螺釘?shù)奈恢玫膹姸取? 接骨板在軸向加載下的 股骨在軸向加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合50%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合50%） （2）股骨骨折系統(tǒng)在前后彎曲15Nm力矩下，股骨骨折系統(tǒng)；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于股骨遠端最近螺釘處，接骨板最大應(yīng)力處位于離股骨近端最近的螺釘位置，；這說明在股骨愈合50%時，股骨骨折系統(tǒng)在前后彎曲15Nm力矩下，股骨主要承擔(dān)載荷，且股骨遠端最近螺釘位置的強度。 接骨板前后彎矩加載下的 股骨在前后彎矩加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合25%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合25%）（3）股骨骨折系統(tǒng)在內(nèi)外彎曲15Nm力矩下，股骨骨折系統(tǒng)；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板兩側(cè)，股骨最大應(yīng)力處位于距離股骨近端最近的螺釘位置，；這說明在股骨愈合25%時，股骨骨折系統(tǒng)在內(nèi)外彎曲15Nm力矩下，接骨板主要承擔(dān)載荷。 接骨板在內(nèi)外彎曲加載下的 股骨在內(nèi)外彎曲加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合0%） 等效應(yīng)力分布圖（愈合0%）2. 在股骨愈合25%時，股骨骨折系統(tǒng)在各種加載情況下的應(yīng)力分布情況（1）股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向加載力下，；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板中段右側(cè)，股骨最大應(yīng)力處位于骨折上端螺釘位置，；這說明在患者剛骨折時，股骨骨折系統(tǒng)在250N軸向壓力下，接骨板主要承擔(dān)載荷，且接骨板在骨折位置部分的強度。 接骨板在軸向加載下 股骨在軸向加載下的等效應(yīng)力分布圖（愈合0%） 的等效應(yīng)力分布圖（愈合0%） （2）股骨骨折系統(tǒng)在前后彎曲15Nm力矩下，；股骨骨折系統(tǒng)最大應(yīng)力處位于接骨板中段的兩孔位置，最大等效應(yīng)力為120Mpa，股骨最大應(yīng)力處位于股骨遠端最近的螺釘位置，；這說明在患者剛骨折時，股骨骨折系統(tǒng)在前后彎曲15Nm力矩下，接骨板主要承擔(dān)載荷，且接骨板的中段兩孔部分的強度，應(yīng)滿足在120Mpa等效應(yīng)力以下不會斷裂。選擇“Main Menu→Solution→Solve→Current LS”，對上述三種加載方式分別計算，得出接骨板和股骨應(yīng)力的分布云圖。 通過節(jié)點創(chuàng)建剛性區(qū)域本研究對股骨骨折系統(tǒng)進行軸向壓縮、內(nèi)外彎曲、前后彎曲三種加載方式。選擇菜單“Main Menu→Preprocessor→Coupling/Ceqn→Rigid Region”創(chuàng)建剛性區(qū)域，在彈出的對話框中輸入主節(jié)點382