三維鈦網顱骨修補片建模及結構優(yōu)化方法研究.pdf

1、為了改善三維鈦網顱骨修補片的力學性能，使接受顱骨修補術的患者獲得更好的愈后效果，本文利用計算機輔助設計(computer aided design)技術設計制作個體化顱骨修補片。針對一種常用的三維顱骨修補鈦網，建立鈦網修補片的幾何模型和有限元模型，并在此基礎上采用凸筋技術對鈦網修補片進行結構優(yōu)化。 論文首先介紹人體顱腦生物力學基礎知識、薄殼力學基礎知識，有限元法基礎知識和正交實驗的基本原理。然后，以CT數據為基礎對缺損顱骨進行三

2、維重構，設計了顱骨修補片的曲面模型。在此基礎上，通過去除材料的方法建立了鈦網修補片的幾何模型；通過邊界約束條件的確定、載荷條件的等效和網格劃分建立了鈦網修補片的有限元模型。接下來，論文借助模型采用凸筋技術對三維鈦網修補片進行結構優(yōu)化。為了確定優(yōu)化的效果，論文以鈦網加筋后受力的最大變形為指標，以凸筋的長、寬、高為因素，為每個因素選擇三個不同的水平設計正交試驗。試驗結果表明，壓出凸筋后，鈦網修補片受力后的變形明顯減小，對此變形影響最為顯著的