胫骨模型对膝关节有限元分析结果影响的探讨

目的:通过有限元法对膝关节进行力学仿真,探讨胫骨模型对膝关节生物力学行为的影响。方法:应用Mimics建立膝关节三维实体模型并对骨骼赋予不同的材料属性;使用Hypermesh建立膝关节三维网格模型,同时建立了不同胫骨长度的膝关节三维模型:在Abaqus中设置边界条件和软组织材料属性,施加载荷进行膝关节力学仿真。结果:通过有限元分析获得了膝关节主要软组织的应力和相互接触面积,得到胫骨上的Mises应力分布。结论:膝关节骨骼材料属性以及胫骨长度对膝关节软组织的力学行为基本没有影响,可在实际的对膝关节软组织的有限元分析中将骨性结构定义为刚体:胫骨上的Mises应力随骨骼材料属性和长度有明显的变化,在针对骨骼的有限元分析中需要建立完整的骨骼结构以及将骨骼划分为至少10种材料属性。