附件C：譯文



人工髖關節(jié)三維外形優(yōu)化設計的動靜態(tài)疲勞特性有限元分析
Oguz Kayabasi 1, Bulent Ekici 2
（1.Gebze理工學院設計與制造工程系，41400，Gebze，土耳其；
2.馬爾馬拉大學機械工程系，81040，伊斯坦布爾，土耳其）
2006年2月15日收到論文;同年8月14日接受；同年11月14日上傳網絡

摘要：有限元法是固體力學中最先進的仿真技術之一，可以用來分析假體的生物力學特性，作為一種工具來設計和分析全關節(jié)置換或者其他的假體。人工髖關節(jié)的設計是一個非常復雜的過程，需要工程師和外科醫(yī)生的密切合作。為了設計出持久耐用的假體，需要考慮骨骼的自然生長過程。在假體設計中一個重要因素是要減小股骨和骨水泥的應力。本研究的目的是調查不同模型參數的假體在自重負載作用下的各方面特性。通過對兩種不同材料的假體研究來發(fā)現合適的材料和較強的抗疲勞能力。在參數化設計中，必須要保證在病人的生命周期內骨干與股骨頭通過骨水泥可靠連接在一起，同時也要防止假體滑入骨水泥中。
在有限元分析中，關節(jié)間的相互物理作用通過接觸算法來模擬，ANSYS的面面接觸算法可以用來分析股骨—骨水泥界面和骨水泥—假體界面的靜力。
骨干與骨水泥間考慮三種接觸情況：完全粘結，摩擦系數為零的不粘結，摩擦系數為0.2的不粘接。在分析中，骨水泥采用粘彈性材料模型，假體的外形采用數字優(yōu)化。
將有限元仿真結果和Charnley的假體進行比較，找出合適的假體材料，選出滿足功能的最合適假體外形。這些發(fā)現可以為進一步人工髖關節(jié)的優(yōu)化設計研究提供基礎。

關鍵詞：優(yōu)化設計；疲勞；有限元法；人工髖關節(jié)


1． 介紹
　　植入假體是為了承受載荷，因此必須牢固地與骨骼的其他部分聯系在一起[1]。假體可以采用骨水泥固定，它會逐漸失效正如連接骨組織不斷生長，也可以采用非骨水泥固定，這時假體設計有專門提供固定的表面。骨水泥固定仍然在大多數的手術中被采用。