基于流固耦合生物瓣膜非線性力學(xué)性能分析.pdf

1、心臟是為人體血液循環(huán)提供必要?jiǎng)恿Φ难b置，而心臟瓣膜是保證血液按一定方向流動(dòng)的控制原件。在一個(gè)心動(dòng)周期中，瓣葉要經(jīng)歷復(fù)雜的形變以及流過瓣膜的血液量也很高，這使得瓣膜易發(fā)生病變。目前有效治療瓣膜疾病的手段為心臟瓣膜置換術(shù)。生物瓣膜與天然心臟瓣膜相似，流場(chǎng)特性接近天然心臟瓣膜，具有較好的血流動(dòng)力學(xué)性能，不需要終身服用抗凝藥物，造成血栓栓塞的幾率低等優(yōu)點(diǎn)，但患者置換心臟瓣膜后，由于生物瓣膜的鈣化和撕裂使心臟瓣膜損壞從而降低瓣膜的使用壽命，提高生

2、物瓣膜的耐久性是生物瓣膜研究領(lǐng)域亟待解決的問題。
　　本文以心臟流體力學(xué)為理論依據(jù)，根據(jù)生物瓣膜的設(shè)計(jì)原則，對(duì)生物瓣膜進(jìn)行參數(shù)化設(shè)計(jì)，運(yùn)用三維建模軟件構(gòu)建了瓣膜瓣葉及動(dòng)脈壁的三維實(shí)體模型。在有限元軟件中構(gòu)建生物瓣膜與血液的流固耦合模型，針對(duì)不同瓣葉材料特性、不同瓣葉型面以及不同瓣葉厚度的生物瓣膜進(jìn)行流固耦合動(dòng)力學(xué)模擬，分析對(duì)比幾種不同參數(shù)對(duì)生物瓣膜力學(xué)性能的影響，為進(jìn)一步設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的生物瓣膜提供理論基礎(chǔ)。
　　本文利用計(jì)算

3、機(jī)軟件對(duì)生物瓣膜在不同參數(shù)下進(jìn)行動(dòng)力學(xué)模擬分析。分析結(jié)果表明，不同材料特性的瓣葉，其應(yīng)力分布基本相同，但非線性材料瓣葉的應(yīng)力最大值略高于線性材料瓣葉。應(yīng)力集中區(qū)域均主要位于結(jié)合邊與縫合邊的交界處，非線性材料瓣葉應(yīng)力集中更明顯，在結(jié)合邊與縫合邊交界處的等值線較為密集，這更加貼近瓣葉真實(shí)的應(yīng)力分布情況;四種型面瓣葉都出現(xiàn)了不同程度的應(yīng)力分布不均勻現(xiàn)象，應(yīng)力集中區(qū)域略有不同。圓柱面在各方面的力學(xué)性能均較差，而旋轉(zhuǎn)拋物面、圓球面和橢球面在不同方