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金属对金属髋关节动态边缘接触力学行为被引量：3: 2012年; 目的研究球面共型接触人工髋关节在股骨头动态位移条件下的边缘接触力学行为。方法基于所发展的有限元球面网格数据模型,动态模拟分析金属对金属人工髋关节在给定生理位移工况条件下的接触行为和可能诱发的边缘接触现象。结果数值模拟表明,随着动态位移载荷的增加,关节接触面压力合力的垂直分力和水平分力都有上升趋势;在边缘接触过程中压力合力的垂直分力比非边缘接触情况变化趋势要缓慢,但相应的水平分力增大趋势更显著。此外,边缘接触与非边缘接触对应的接触压力分布形态与接触区域也各不相同。结论金属对金属人工关节髋臼相对股骨头过大的倾斜状态极易引起边缘接触,动态边缘接触情况下,将导致股骨头向髋臼内侧产生相对滑动及附加磨损的可能,这对临床人工髋关节磨损评估与关节制造发展提供了分析依据。; 程倩王元培田波刘孝光王凤才; 关键词：人工髋关节金属对金属有限元分析磨损

金属对金属人工髋关节边缘接触效应被引量：4: 2011年; 目的研究金属对金属人工髋关节不同行走姿态下的接触力学行为,特别是大幅度运动可能导致的边缘接触效应。方法建立球面共型接触的髋关节有限元模型,通过改变髋臼相对股骨头的倾斜状态和对股骨头施加恒定竖直方向载荷相结合,等效模拟分析人工髋关节不同行走姿态下的接触状态。结果髋臼相对股骨头倾角在小于约60°范围内增加时,其对应的最大接触压力呈下降趋势,接触面积有所增大;当倾角超过80°范围时,关节接触区域因靠近髋臼边缘,最大接触压力位置由初始接触点向髋臼倾斜方向移动了约6°～9°的位置,用以满足压力分布合力与外载荷的平衡,接触压力和分布范围有所增加。结论髋臼相对股骨头较大倾斜状态极易引起不同的边缘接触现象,置换人体髋关节产生的边缘接触问题需要引起临床外科和关节制造上的重视。; 程倩田波王元培赵三星陈晓明王凤才; 关键词：人工髋关节金属对金属有限元法接触压力载荷生物力学

材料匹配与人工髋关节接触性能分析被引量：3: 2014年; 目的研究当前临床常用的不同材料匹配的典型人工髋关节接触力学性能。方法建立球基共型接触人工髋关节的有限元模型;通过施加恒定竖直方向载荷,等效模拟关节正常行走情况下的接触力学,分析材料匹配球面的接触性能及评估相应的磨损预测。结果获得具有诸如金属对金属(MOM)、金属对陶瓷(MOC)、陶瓷对陶瓷(COC)、陶瓷对聚合物(COP)、金属对聚合物(MOP)5种材料组配条件下的人工髋关节接触性能数值分析;结果显示其接触应力由大到小排列分别为COC、MOC、MOM、COP和MOP;而接触面积由大到小排列分别为MOP、COP、MOM、MOC和COC。结论高弹性模量和低泊松比的材料匹配的人工髋关节变形量较小,但会导致局部应力较大;将低弹性模量和高泊松比的柔性材料聚乙烯作为髋臼,则不会出现较大的接触应力集中,但变形量较大,且出现边缘受力情况。另一方面,MOM和MOC材料匹配的人工髋关节具有较低的接触磨损性能,对临床上人工髋关节选材提供参考价值。; 毛锋郭海洋程倩奚卉张茜王凤才; 关键词：人工髋关节材料组合弹性模量磨损

金属对金属人工髋关节边缘接触效应: 人工髋关节接触机制是研究其润滑与磨损问题的基础。文中以典型的金属对金属人工髋关节球面轴承为具体研究对象,基于所发展的球基弹性接触理论和有限元模型,通过等效改变髋臼相对股骨头的倾斜状态、对股骨头施加动态位移载荷以及改变股骨...; 程倩; 关键词：人工髋关节股骨头

非球面人工髋关节接触力学被引量：3: 2012年; 目的由于受制造技术的局限性、可能的设计优化考虑以及临床应用的磨损等因素影响,人工髋关节轴承表面表现为非球面几何特征,可以利用有限元分析方法对非球面人工髋关节的接触力学行为进行研究。方法对球面网格数据模型进行非球关节面重建,研究不同取向椭球面股骨头对球面髋臼几何特征的非球面金属对金属人工髋关节的接触力学表现。结果非球面股骨头接触区域中心位置的平均曲率半径在一定范围内增大时,能有效降低相应关节接触面上的最大接触压力,同时接触面积有所增加;在同样载荷下,髋臼相对股骨头不同倾斜状态对非球面股骨头的接触压力峰值和面积影响较小,但压力分布有所不同。结论良好地控制人工髋关节的非球表面特征,有利于改善人工髋关节最大接触压力幅值大小和接触区域分布。所发展的非球面人工髋关节接触模型及数值模拟过程能够有效地运行,这为非球面关节动态接触及磨损预测问题研究提供了条件。; 程倩王慧妍田波赵三星王凤才; 关键词：有限元分析

金属对金属人工髋关节的磨损预测被引量：10: 2011年; 目的发展复杂动态载荷与瞬态运动条件下的球面共型接触硬对硬人工髋关节的磨损预测模型,并用于典型的金属对金属人工髋关节在复杂三维生理运动条件下的磨损预测研究。方法建立有限元模型用于接触力学问题求解,采用固定-跟踪法(fixed-tracked method)完成具有三维欧拉运动的人工髋关节双侧界面动态磨损几何再现及相应的接触与磨损问题模拟的数值交换。结果磨损预测表明,磨损导致金属对金属人工髋关节接触界面几何由球面向非球面过渡,接触区域随磨损周期而增大,接触压力变化趋于平缓、最大接触压力逐渐减小。结论本研究所发展的三维复杂动态、具有双侧界面几何磨损变化的人工髋关节磨损预测模型,能够很好地进行金属对金属髋关节磨损数值预测模拟实验,为认识人工髋关节磨损机理提供了新的方法。; 胡铮铭王元培田波程倩赵三星王凤才; 关键词：人工髋关节金属对金属有限元方法

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程倩