考慮殘余應(yīng)力的主動(dòng)脈弓血管壁的有限元分析.pdf

1、本課題源自國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“主動(dòng)脈弓夾層動(dòng)脈瘤的力學(xué)機(jī)制研究”。主動(dòng)脈弓的位移變形和應(yīng)力情況一直是醫(yī)學(xué)和生物力學(xué)中的研究熱點(diǎn)，它同了解人體心血管系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律以及探討主動(dòng)脈夾層瘤等疾病形成和發(fā)展的力學(xué)機(jī)理有密切的聯(lián)系。因此研究主動(dòng)脈弓特別是含有殘余應(yīng)力的主動(dòng)脈弓的位移變形和應(yīng)力情況有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。 本文首先提出了一種在數(shù)值模擬過程中生成殘余應(yīng)力和施加殘余應(yīng)力的方法，并驗(yàn)證了這種方法的正確性。之后用這種方法在主動(dòng)脈弓

2、模型中施加殘余應(yīng)力。本文用有限元分析方法比較了有無殘余應(yīng)力和在不同載荷作用下的主動(dòng)脈弓的位移變形和應(yīng)力分布。結(jié)果表明主動(dòng)脈弓彎管段截面變形后呈橢圓形狀且橢圓的長軸沿前后方向；橢圓長軸的膨脹率在彎管段最大，短軸的膨脹率在彎管段最?。恢鲃?dòng)脈弓的內(nèi)外壁同軸，且軸線在近心端偏離的最大；殘余應(yīng)力對(duì)形態(tài)學(xué)參量的變化無影響，對(duì)周向應(yīng)力有影響，降低了周向應(yīng)力的應(yīng)力集中程度；內(nèi)壓載荷大小只是影響周向應(yīng)力值的大小而不影響周向應(yīng)力的分布；周向應(yīng)力沿壁厚的變化

3、在直管段變化較小，彎管段變化較大；內(nèi)方向的應(yīng)力水平最大，外方向的應(yīng)力變化梯度最大，前后方向上的變化趨勢一致。最后，還將此次數(shù)值模擬的結(jié)果與動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行了定性的比較，數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果符合得很好，驗(yàn)證了本論文數(shù)值模擬方法和模擬結(jié)果的正確性。 本論文成功地完成了含殘余應(yīng)力的主動(dòng)脈弓血管壁的力學(xué)行為的數(shù)值模擬，為醫(yī)學(xué)上研究主動(dòng)脈夾層動(dòng)脈瘤的力學(xué)因素提供了科學(xué)的依據(jù)，也為進(jìn)一步的流固耦合研究提供了有利的參考價(jià)值。 本文