冠脉支架膨胀过程的有限元模拟

在研究确定了冠脉支架的几何模型、有限元模型、材料模型、边界条件、求解控制的基础上,利用有限元法对冠脉支架的膨胀过程进行了模拟分析,并对分析结果进行了实验验证.结果表明,利用有限元法建立的力学模型可以在不考虑球囊和血管作用的情况下,较好地模拟和分析冠脉支架的实际膨胀过程.通过该方法设计制造的冠脉支架长度缩短率和狗骨头率分别达到1.31%和3.66%,与有限元分析结果吻合良好.该方法可为新型结构冠脉支架的优化设计提供依据.     

新型医用无镍不锈钢性能研究

医用植入不锈钢由于其优良的性能广泛应用于医疗领域,其中含有的镍元素由于腐蚀溶出除了对人体产生过敏反应外,还存在致畸、致癌的危害性.医用无镍不锈钢的研究和开发将会避免镍的危害,大大提高生物植入材料的长期使用安全性.本文总结了国内外医用无镍不锈钢的研究进展,并开展了新型医用无镍不锈钢(bioss4合金)的研究工作.与传统使用的医用316L不锈钢相比,新型医用无镍不锈钢具有更好的强韧性配合,优良的耐蚀性和生物学相容性,这种优势将为其提供了广阔的应用前景.     

不锈钢冠脉支架的激光切割工艺研究

利用自行研制的激光精密加工设备,对316L不锈钢冠脉支架的激光切割工艺进行了研究.通过分析影响316L不锈钢切割质量的主要因素,包括激光参数、辅助气体、喷嘴位置、切割速度等,优化确定了一组激光切割316L不锈钢冠脉支架的工艺参数:激光波长1.064μm,聚焦光斑直径20μm,脉宽10μs,重频1000Hz,平均功率12W,单脉冲能量12mJ,氧气压力0.3MPa,喷嘴高度0.7mm,冷却水流量0.2L/min,切割速度35cm/min.在该优化参数下,切割得到的冠脉支架的切口质量、均匀性得到了明显的改善和提高,但仍需后续工艺对其表面质量进行进一步的改善,提高其柔顺性和生物相容性.     

不锈钢冠脉支架耦合扩张变形生物力学性能的模拟研究

利用非线性有限元方法仿真模拟不锈钢(SUS-316L)3种不同结构冠脉支架动静态耦合扩张过程和生物力学性能。研究支架在压握收缩、自由扩张、卸载过程以及脉流循环变应力持续作用过程中有限元模型的网格划分、材料本构模型建立、边界条件、载荷定义和接触处理等关键技术。根据有限元计算结果得到了3种支架在耦合扩张过程中最大等效应力为807.9MPa,最大塑性应变为0.208;3种支架的轴向缩短率、径向反弹率、扩张不均匀性都在13%以内,静态安全系数1.3,动态安全系数1.1;并与实验测试数据进行分析比较,理论分析与体外扩张实验结果吻合较好,误差在7%以内,验证了有限元模拟的准确性和合理性。本文的模拟方法为冠脉支架的优化设计、新产品开发以及临床评估提供了科学的依据。     

316L不锈钢冠脉支架制造工艺的研究

研究了激光精细雕刻冠状动脉血管支架的制造工艺,对冠脉支架结构设计原则、激光精细雕刻加工参数、热处理工艺进行了探讨.并给出一种冠脉支架结构,进行切割实验,分析了影响切口质量因素及真空热处理工艺、电化学工艺对冠脉支架样品质量的影响.     

316L不锈钢冠脉支架光亮热处理的研究

为实现316L不锈钢冠脉支架光亮热处理,搭建了高真空热处理平台;调整热处理加热电压、加热电流、加热温度、保温时间,确定了高真空热处理工艺参数动态真空度3X10-3～5×10-3Pa;氩气保护流量10mL/min;热处理温度1020～1040℃;加热电压150V;电流15A,保温时间30s;探讨了加热温度与保温时间对冠脉支架组织性能影响,通入辅助气体快速冷却避免进入不锈钢敏化区间,同时引入金属网以获得光亮热处理样品.     

新型医用高氮无镍不锈钢

高氮无镍不锈钢具有优良的综合理化性能和生物相容性,并有可能完全代替目前正在使用的含镍不锈钢,其临床应用已受到很多研究者的关注。综述了近年来国内外医用不锈钢的研究情况,并总结了目前存在的主要问题,展望了未来的发展应用。     

冠脉血管支架介入耦合系统力学行为数值模拟研究

针对冠脉支架植入术后引起的血管内再狭窄问题,开展了冠脉支架介入耦合系统力学行为的数值模拟研究。基于Ogden非线性弹性理论,构建了冠脉血管和动脉粥样硬化斑块的超弹性本构模型。通过非线性有限元法,建立了冠脉支架与狭窄血管的耦合作用模型,研究了冠脉支架在经历压握收缩、压握卸载、球囊扩张与球囊收缩等介入过程后的体内扩张性能,分析了冠脉支架的介入对狭窄血管损伤及再狭窄的力学影响因素。对比分析了S型支架和N型支架介入后狭窄冠脉血管的生物力学响应,数值计算结果表明：狭窄冠脉血管在支架支撑体波峰处存在较高的应力梯度,而且由于2种支架联接筋结构的类似性,血管内膜与斑块的应力分布规律一致。但是,N型支架的径向回弹率与轴向短缩率均小于S型支架,导致了更高的狭窄血管壁面峰值应力和应力梯度,更易于引起冠脉血管损伤造成血管内再狭窄。综上,该文提出的冠脉支架介入耦合系统力学模型,对于优化支架结构、抑制冠脉血管再狭窄问题,提供了重要的理论依据和临床参考。     

超弹性镍钛合金血管内支架的有限元分析

镍钛合金由于其优良的机械性能和生物相容性已经被广泛的应用于生物医用领域,然而由于其超弹性为高度非线性的应力 应变关系,如何对其相关器械的性能进行分析与评价是设计人员面临的主要问题。本文介绍了有限元技术中镍钛合金材料模型的建立方法,并利用有限元软件 ANSYS8.0 分析了一种超弹性镍钛合金血管内支架的自膨胀过程。结论为支架释放后,将对支架端部血管产生较高的内应力,这容易损伤此处血管,引起血栓及内膜增生等问题;镍钛合金支架释放后,对应的应力水平只有 300MPa左右,远远小于不锈钢支架的应力值。因此,支架的柔顺性更好,对血管的刺激更小,这对于提高支架的植入效果将有很大的帮助;有限元技术可以方便的对镍钛合金器械进行模拟分析,这对于镍钛合金器械的研制与开发将有很大的帮助。     

基于细观有限元方法的复合材料横向力学性能分析

横向断裂是制约复合材料结构设计的关键点,传统细观模型因为不能充分考虑组分性能、体积分数和纤维形状及分布情况而不能有效预测材料横向力学性能。采用改进的随机序列吸收算法建立具有随机纤维分布的复合材料代表性体积单胞模型,考虑基体破坏和界面脱粘两种失效模式和固化过程中产生的残余应力,对模型在横向拉、压、剪3种载荷下的力学行为进行仿真计算。分析了不同界面强度对复合材料力学性能的影响规律。仿真结果与实验数据对比表明:横向模量预测误差在7%以内,压缩和剪切的强度误差在8%以内,结果一致性较好,表明该模型能够有效预测复合材料横向力学性能。     

输电铁塔有限元分析软件设计

应用VB与Fortran语言，采用混合编程的方法，编制了一个输电铁塔有限元分析软件，其前处理简单，计算结果准确，能满足设计与验算的要求。     

输电铁塔基本钢结构的有限元优化设计方法

讨论了有限元的优化设计功能;选用自立塔基本的空间桁架结构,建立模型,应用 ANSYS有限元分析软件,对自立塔基本桁架结构优化设计进行分析;根据 ANSYS 软件给出桁架单元结构优化设计分析的全过程。     

不同材料冠状动脉支架膨胀行为分析

冠状动脉支架作为经皮穿刺冠状动脉成形术中保持病变血管畅通的核心器件,其在手术过程中受球囊作用的扩张特性以及球囊撤出后的反弹行为对支架植入术的成功有着重要的影响.利用有限元的方法系统,建立专有支架单独膨胀和血管支架膨胀模型,分析了316L不锈钢和L605钴铬合金两种材料支架筋尺寸和支架扩张尺度的变化及血管对其膨胀行为的影响.结果显示,支架所选材料是决定支架膨胀行为的主要因素,L605材料支架所需的临界内压力及反弹行为明显大于316L不锈钢支架;材料一定时,增加支架筋的宽度或厚度提高支架迅速扩张临界内压力;支架轴向长度的变化只与结构和最终膨胀状态相关.有限元模拟对支架性能的评价和设计有一定指导意义.     

1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的组织和力学性能

采用室温拉伸、不同温度冲击、硬度及金相检验等分析方法对用熔化极混合气体保护焊焊接的1.4003铁素体不锈钢与Q235-C钢焊接接头的显微组织和性能进行了研究.试验结果表明:该焊接接头的抗拉强度与母材相当,焊缝的冲击性能略低于母材,1.4003铁素体不锈钢的热影响区(HAZ)冲击性能较差,焊缝为奥氏体+铁素体双相组织;Q235-C钢的熔合区出现明显界限,1.4003铁素体不锈钢焊接热影响区为晶粒粗大的单一铁素体组织.     

敏化处理对2205双相不锈钢组织与力学性能的影响

采用金相显微镜(OM)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)方法及力学性能测试等研究手段,研究了敏化处理对2205双相不锈钢显微组织及力学性能的影响.结果表明:850℃敏化处理.在α/γ和α/α相界析出σ,X相,并且随着敏化时间的延长,析出相含量增加;敏化处理后材料的强度有所提高,塑性明显降低,拉伸微观断口以解理平面...     

不锈钢等离子渗碳工艺及渗层组织和性能的研究

采用渗碳工艺能够提高不锈钢的耐磨性,但不锈钢表面钝化膜的存在使一般渗碳工艺较难进行.采用离子渗碳工艺对1Cr18Ni9Ti进行了试验和渗后力学性能的研究,结果表明,等离子渗碳速度快,经等离子渗碳后炉冷、渗层碳浓度梯度平缓,表层维氏硬度为600～625 HV,过渡层维氏硬度为370～450 HV,表层和过渡层组织为细小粒状碳化物 奥氏体,心部主要为奥氏体,渗层耐磨性好,基体力学性能优良.     

Stochastic Finite Element Method for Mechanical Vibration Based on Conjugate Gradient(CG)

When material properties, geometry parameters and applied loads are assumed to be stochastic, the vibration equation of a system is transformed to static problem by using Newmark method. In order to improve the computational efficiency and to save storage, the Conjugate Gradient (CG) method is presented. The CG is an effective method for solving a large system of linear equations and belongs to the method of iteration with rapid convergence and high precision. An example is given and calculated results are compared to validate the proposed methods.     

IF钢铁素体区热轧和退火过程中织构的演变

研究了一种Ti—IF（Interstitial—free）钢在铁素体区热轧和退火过程中织构的变化．由于轧制过程摩擦的影响,热轧织构和退火织构在厚度方向上都有很大的差异．在钢板的表层,热轧织构的主要组分是{110}（001）,退火后表层的铁素体晶粒没有发生再结晶,该组分转变为（001）（110）;在试样的中心和1／4面,热轧织构组分主要是较弱的（111）／／ND（板法向）织构和部分（110）／／RD且在{001}（110）处最强;退火后中心面上的晶粒发生了完全再结晶,{001}组分转变为（111）／／ND组分使（111）／／ND织构成为唯一织构组分且在{111}（112）处最强．