负泊松比型镍钛合金血管支架结构设计及其在血管中的支撑性能研究
陈翔1.2.3，熊浪1，付福康1，禄盛1，3，赵洋1，3，康熙1 （1.重庆邮电大学先进制造工程学院）（2.重庆大学机械传动国家重点实验室） （3.西安交通大学机械结构强度与振动国家重点实验室）
摘要：通过用户自定义NiTi合金子程序对负泊松比结构的凹凸型自扩张支架进行有限元模拟分析，通过控制变量法研究了不同几何参数条件下，支架在自膨胀过程中状态和应力演化情况。结果表明：随着周向支撑单元数量Nc和支撑圈倾斜杆与水平方向的夹角θ改变，凹凸型支架与之对应的支撑性能出现完全相反的变化。支架轴向距离在向四周扩张过程中变化的大小主要与参数h/l和0呈负相关。凹凸型支架处于病变股动脉时的扩张率可以达到90.3%，高于现有自膨胀医疗支架。本凹凸型支架在股动脉中工作时可以实现均匀的扩张，直接避免了中间狭小而两端宽的情况出现。进行了Goodman疲劳曲线和疲劳因子评估，符合国家对医用支架的服役寿命要求。
关键词：镍钛合金；凹凸型支架；负泊松比；有限元模拟
目录介绍
1 镍钛合金概述
1.1 镍钛合金本构模型仿真验证
2 负泊松比型镍钛合金血管支架有限元建模
3 不同几何结构参数的支架径向抗压缩性能
3.1 支架结构的尺寸及分析方法
3.2 支架接触及边界条件
3.3 载荷及分析步设置
3.4 凹凸型支架在不同几何参数作用下的应力
3.5 凹凸型支架不同几何参数时的径向支撑性能
3.5.1 凹凸型支架不同Nc对应的径向力
3.5.2 凹凸型支架不同0的径向力
3.5.3 凹凸型支架不同h/l的径向力
3.5.4 凹凸型支架不同r的径向力
3.6 凹凸型支架不同几何参数的轴向短缩率
4 真实血管中凹凸型支架和斑块模型的仿真分析
4.1 动脉和斑块组织模型介绍
4.2 动脉和斑块组织材料介绍
4.3 动脉和斑块网格划分
4.4 血管一支架系统有限元模型建立
4.5 凹凸型支架在病变股动脉中的扩张行为
5 凹凸型支架疲劳性能分析
5.1 支架疲劳评估方法理论介绍
5.2 支架疲劳分析有限元模拟
6 结论
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