【摘 要】
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目的 在COMSOL关节软骨计算中引入胶原纤维增强特性,并分析引入前后模型结果的差异.方法 以软骨中胶原纤维的走向为基础,对胶原纤维的应力单独建模,将胶原纤维的应力写入到原
【机 构】
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上海交通大学机械与动力工程学院,上海,200240
【基金项目】
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国家自然科学基金重大国际合作研究项目
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目的 在COMSOL关节软骨计算中引入胶原纤维增强特性,并分析引入前后模型结果的差异.方法 以软骨中胶原纤维的走向为基础,对胶原纤维的应力单独建模,将胶原纤维的应力写入到原来软骨多孔弹性模型中.为避免应变2次项的出现采用了函数调用方式,同时提高求解器的迭代次数以更好收敛.结果 胶原纤维增强模型表面的y方向初始位移仅为15 μm,是非增强模型的17.6％.增强模型的X方向正应变仅为非增强模型的10％,而近表面的X方向正应力超过非增强模型的10倍.结论 在COMSOL关节软骨计算中实现了胶原纤维增强特性的引入,为软骨胶原纤维损伤提供了计算模型和理论分析.胶原纤维通过横向增强约束了竖直方向的应变,提高了软骨承载能力,改善了软骨的力学性能.
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