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面向多工况受力的胫骨髓内柄结构轻量化设计
【机构】 北京工业大学机械与能源工程学院； 北京工业大学数学统计学与力学学院；
【摘要】 全膝关节置换术中,假体与骨组织界面的力学分布不均及应力集中是导致术后无菌性松动的主要诱因。本研究利用拓扑优化技术对传统胫骨髓内柄进行重新构型。综合考虑人体日常活动中的直立、多种角度屈膝及扭转等多重工况,获得了一种兼顾力学性能与轻量化的新型结构。有限元分析表明,重构后的植入体有效削弱了局部应力峰值,改善了界面的应力分布,在实现材料减重的同时大幅提升了结构安全系数。本研究为膝关节植入假体的研发提供了一种可行参考。
【基金】 国家自然科学基金资助项目(12472113,11872080);北京市自然科学基金资助项目(3192005)
- 【会议录名称】 北京力学会第32届学术年会论文集
- 【会议名称】北京力学会第32届学术年会
- 【会议时间】2026-03-22
- 【会议地点】中国北京
- 【分类号】TH77
- 【主办单位】北京力学会