內固定外踝骨折并下脛腓分離弧翼狀鋼板的有限元分析.pdf

1、目的：對新型內固定外踝骨折并下脛腓分離弧翼狀鋼板(簡稱弧翼鋼板)進行有限元分析，了解在不同載荷情況下鋼板局部受力情況，為鋼板設計的改進提供數(shù)據(jù)參考。 方法：用三維繪圖軟件建立鋼板實體模型，導入有限元軟件ANSYS9.0，在微機上根據(jù)已經(jīng)提供的鋼板生物力學數(shù)據(jù)計算鋼板承受彎曲載荷、扭轉載荷以及抗弧翼合抱載荷下的應力分布情況，根據(jù)不同設計變量下的鋼板計算數(shù)據(jù)，顯示不同載荷下鋼板呈現(xiàn)的不同受力狀況。 結果：1.應力分布：垂直方

2、向對弧翼鋼板施壓時，弧翼鋼板主體主要應力集中區(qū)域呈現(xiàn)以中心圓、近端兩圓為中軸的縱“8”字形分布，最大應力點出現(xiàn)在弧翼與鋼板主體上表面的四個交匯點；固定鋼板主體對弧翼橫向施壓時，應力主要集中在弧翼的中下段、弧翼與板主體相交部位、中心圓邊緣，最大應力處于弧翼中下1/4的兩背側邊緣；扭轉鋼板時，應力最大區(qū)域集中于中心圓沿縱軸方向兩側切點。 2.抗彎模擬計算結論：(1)圓孔數(shù)量：隨圓孔數(shù)量由少到多，鋼板最大應力呈增大趨勢，鋼板最大位移呈

3、增加趨勢，但變化幅度較小，僅有中心孔的鋼板應力分布為沿圓四周向弧翼方向伸展的蝴蝶形，有三個孔的鋼板應力分布與標準設計差異不明顯，應力值處于安全范圍，增加圓孔減重的設計合理。 (2)中心圓孔大?。轰摪逯行目變葌葓A半徑增加時，板最大應力點及最大位移呈減低趨勢，減低幅度較小，應力分布與標準設計差異不明顯，應力值處于安全范圍，可以考慮增加內側表面圓的大小。 (3)板主體截面形狀：鋼板截面為弧形時比方形時最大應力增加，但位移略減低

4、，兩者應力分布不同，前者更集中于弧翼與主體相交的邊緣及邊緣的延伸，難以評價兩者優(yōu)劣。 (4)材料變化：鈦質板與不銹鋼板相比受到損壞時的彎曲外力差別不明顯，選用彈性模量適當?shù)牟牧细欣诠钦塾稀?(5)板長：板長由34mm(每隔3mm)變化至46mm時，最大應力值呈增大趨勢，最大位移呈增大趨勢，應力分布變化不明顯，但隨著板長的增加，應力和位移變化的幅度逐漸減小，因此可以考慮適當減少板長。 結論：1.有限元分析清晰