人工髋关节润滑系统的流固耦合分析

作     者：王琳 刘辉萍 徐华 WANG Lin;LIU Hui-ping;XU Hua

作者机构：西安交通大学润滑理论及轴承研究所西安710049 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2011年第26卷第3期

页      面：240-246页

核心收录：

学科分类：0831[工学-生物医学工程（可授工学、理学、医学学位）] 08[工学] 0836[工学-生物工程] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973计划)资助项目(2009CB724404) 国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2008AA042508) 

主　　题：人工髋关节 弹流润滑 流固耦合 弹性变形 计算流体动力学 

摘      要：目的在人工髋关节润滑系统研究中,对基于计算流体动力学和流固耦合技术的方法与传统的雷诺方程法进行比较。方法以金属对金属的全置换髋关节系统为研究对象,使用商业软件Adina作为计算平台,分别建立刚性和弹性流体动力学模型。结果使用基于计算流体动力学和流固耦合技术得到的润滑膜厚度曲线,中部有比较明显的凹陷现象,相较于传统的雷诺方程法得到的结果更为合理;人工髋关节系统的髋臼杯和股骨头的流固耦合表面在所施加的载荷的作用下发生了明显的弹性变形,且该变形和流体域中的压力分布相一致。结论使用基于计算流体动力学和流固耦合技术的方法计算人工髋关节系统的流体动力润滑性能比传统的雷诺方程法更为全面合理。