陶瓷髋关节异响在全骨盆模型下的数值模拟研究

摘要：

目的 针对陶瓷人工髋关节置换术后患者出现的临床异响问题,探究异响产生的机制.方法 建立全骨盆-陶瓷人工髋关节假体-股骨系统的有限元模型,对其进行摩擦耦合下的复特征值分析,研究其在摩擦力作用下的动态响应;分析假体组件的振动特性,并通过对比组件和系统的模态振型,探究引起异响产生的振源.结果 随着摩擦系数的增加,假体系统发生了模态耦合,并产生了不稳定模态.不稳定模态振型主要表现为股骨组件的弯曲和扭转振动,同时在股骨组件的模态分析结果中存在频率与振型都与之相近的模态.另外,频率为1250 Hz、2400 Hz和3930 Hz左右的不稳定模态具有较大的负模态阻尼比.股骨组件在不稳定模态频率1250 Hz和2400 Hz左右的弯曲共振和3930 Hz左右的扭转共振是假体系统自激振动的振源.结论 模态耦合是摩擦引起假体系统自激振动的可能机制.骨盆也参与了噪声的辐射,同时也是假体系统产生不稳定模态的因素之一.

关键词：陶瓷髋关节、异响、骨盆、复特征值、自激励振动

所属期刊栏目：35

分类号：R318.04(医用一般科学)

资助基金：国家自然科学基金51205241;教育部博士点基金20123108120008

在线出版日期：2016-12-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：441-447