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三维钛网颅骨补片塑形分析及结构优化方法研究

作　者: 李刚
导　师: 李佳
学　校: 天津大学
专　业: 机械制造及自动化
关键词: 颅骨修补术三维钛网成形有限元分析优化
分类号: R651.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 9次
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内容摘要

三维钛网是颅骨修补术中常用的材料,临床使用过程中,常会出现钛网变形后孔隙不均匀,骨窗贴合不够紧密,边缘翘起等问题。为使接受颅骨修补术的患者获得更好的愈后效果,减轻医生手术时的操作负担。本文通过钛网几何结构的优化来解决上述问题。本文利用计算机辅助技术设计优化三维钛网的几何结构。分别建立钛网修补片的几何模型和有限元模型,利用临床数据中变形程度最大、最易发生上述状况的颅骨修复体作为成形过程的参考。为方便观察分析,使用球冠代替修复体数据,制作模具,利用CAE技术仿真模拟其压延变形的整个过程。通过几何参数测量和应力应变分析,找到了钛网补片边缘翘起的根本原因。在此基础上,完成钛网几何结构的重新设计。利用优化后的钛网模拟临床病例的变形效果,结果证明结构优化后的三维钛网解决了边缘翘起问题,并改善了变形后的孔隙不均匀现象。很好的完成了设计的要求。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-10
  1.1 课题来源、背景及意义  7
  1.2 颅骨补片技术发展  7-9
    1.2.1 颅骨补片成形方法发展  7-8
    1.2.2 钛网颅骨补片结构发展  8-9
  1.3 本文主要研究内容  9-10
第二章钛网补片设计基础  10-16
  2.1 有限元方法概述  10-14
  2.2 薄板成形数值模拟基本原理  14-15
  2.3 本章小结  15-16
第三章三维钛网几何变形特性分析  16-31
  3.1 三维钛网建模  16-20
    3.1.1 三维钛网单元结构  17-19
    3.1.2 三维钛网建模  19-20
  3.2 三维钛网有限元模型  20-21
  3.3 钛网材料参数及分析  21-24
  3.4 压延模具设计  24-25
    3.4.1 模具实体设计  24-25
    3.4.2 模具有限元模型建立  25
  3.5 压延模拟及数据分析  25-27
  3.6 仿真模拟数据验证及分析  27-30
    3.6.1 仿真模拟数据与实际数据对比分析  27-28
    3.6.2 三维钛网极限变形分析  28-30
  3.7 本章小结  30-31
第四章三维钛网优化设计  31-42
  4.1 三维钛网结构优化设计  31-36
  4.2 优化钛网有限元分析  36-40
  4.3 本章小结  40-42
第五章结论和展望  42-43
  5.1 结论  42
  5.2 本文创造性工作  42-43
参考文献  43-45
发表论文和参加科研情况说明  45-46
致谢  46

三维钛网颅骨补片塑形分析及结构优化方法研究

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