超聲手術(shù)刀的高頻疲勞仿真與實驗分析.pdf

1、隨著臨床醫(yī)學的發(fā)展以及科技進步，單孔微創(chuàng)手術(shù)正在迅速地普及和發(fā)展。因此，單孔微創(chuàng)超聲手術(shù)刀的臨床應用也越來越廣泛，技術(shù)不斷更新完善。本文針對超聲手術(shù)刀的系統(tǒng)設計和刀桿的疲勞損傷特性進行了研究和探索。
　　本文首先對超聲振動系統(tǒng)組件，包括換能器和變幅桿進行了設計分析，利用四端網(wǎng)絡法對換能器進行理論模型分析，隨后通過有限元法研究換能器的電學和力學特性，對模型進行優(yōu)化設計。同時，利用激光測振儀和阻抗分析儀等設備，對換能器的應力分布、節(jié)點

2、位移分布等相關(guān)特性進行了實驗測試，驗證了理論推導和仿真的準確性，保證了方案的可行性。
　　以彈性波傳導理論為基礎，設計了純縱振動模態(tài)的超聲手術(shù)刀，并利用有限元法對其結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化。根據(jù)模態(tài)分析、諧響應分析的仿真結(jié)果，獲得超聲刀的動力學特性參數(shù)，并使用相關(guān)設備進行實際測量，驗證了仿真分析的結(jié)果。
　　基于應力疲勞分析方法，對超聲刀的疲勞特性進行了理論分析，討論了其 S-N曲線、應力組合方法等相關(guān)問題，隨后使用ANSYS nCo