从工程力学角度看:心脏是人体血液循环的动力装置,而心脏瓣膜是能够控制血液在心动周期内单向流动的控制原件,一旦心脏瓣膜病变或损坏,将危及患者的生命安全。生物瓣膜是挽救病人生命的有效手段。通过有限元方法对生物瓣膜进行动态力学性能分析,所得到的瓣叶在动态载荷下的应力分布更加接近真实情况,是瓣膜设计工作的有益尝试,这为设计和优化生物瓣膜,提高其耐久性提供重要参考和依据,对生物瓣膜的研制、加工和性能评估工作具有重要的指导作用和现实意义。
1几何模型及有限元模型
生物瓣膜由三片成轴对称的瓣叶构成,直接由ansys建难度大,故以PRO/E的格式导入软件并进行网格划分,生成动态力学分析的有限元模型。如下图
2材料参数
生物心脏瓣膜采用的是天然的牛心包或猪主动脉瓣,主要材料为心肌纤维,是一种非线性的粘性材料。结合实际,本文将其近为线性弹性材料,泊松比是0.45,弹性模量为5.4MPa,密度为1.1g/cm3。
3单元类型及算法的选择
在对瓣膜进行动态载荷分析时,使用的是薄壳单元shell163,血流为流体,采用欧拉算法。总体上采用流固耦合算法。瓣叶与血管壁缝合边,本文假设为全约束条件。瓣叶的自由边,没有对其进行约束。
4结果
(1)应力分布
(2)结果动画
免责声明:本文系网络转载或改编,未找到原创作者,版权归原作者所有。如涉及版权,请联系删