金属对金属人工髋关节的磨损预测

作     者：胡铮铭 王元培 田波 程倩 赵三星 王凤才 

作者机构：武汉科技大学机械工程学院武汉430081 瓦轴集团公司大连116300 西安交通大学机械工程学院西安710049 

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

年 卷 期：2011年第26卷第5期

页      面：448-453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：国家自然科学基金资助项目(10972165) 国家重点基础研究计划(973)项目(2011CB706601) 

主　　题：人工髋关节 金属对金属 三维欧拉运动 固定-跟踪法 磨损预测 模拟 有限元方法 

摘      要：目的发展复杂动态载荷与瞬态运动条件下的球面共型接触硬对硬人工髋关节的磨损预测模型,并用于典型的金属对金属人工髋关节在复杂三维生理运动条件下的磨损预测研究。方法建立有限元模型用于接触力学问题求解,采用固定-跟踪法(fixed-tracked method)完成具有三维欧拉运动的人工髋关节双侧界面动态磨损几何再现及相应的接触与磨损问题模拟的数值交换。结果磨损预测表明,磨损导致金属对金属人工髋关节接触界面几何由球面向非球面过渡,接触区域随磨损周期而增大,接触压力变化趋于平缓、最大接触压力逐渐减小。结论本研究所发展的三维复杂动态、具有双侧界面几何磨损变化的人工髋关节磨损预测模型,能够很好地进行金属对金属髋关节磨损数值预测模拟实验,为认识人工髋关节磨损机理提供了新的方法。