可降解支架疲劳损伤模型及脉动压频率影响的有限元分析

作     者：张晗冰 齐静 乔爱科 

作者机构：北京工业大学信息学部北京100124 北京工业大学化学与生命科学学院北京100124 

基　　金：北京市教委-市自然基金联合项目,KZ202110005004 国家重点研发计划项目,2023YFB3812900 国家自然科学基金项目,12172018 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2024年第39卷第S1期

页      码：387-387页

摘      要：目的可降解支架的局部腐蚀在脉动循环荷载下产生应力集中,是导致支架断裂的重要原因。针对当前研究中,未考虑支架腐蚀状态下的疲劳损伤问题,本文以支架降解过程中有效应力及材料属性改变为切入点,建立将疲劳损伤考虑在内的动态降解模型,探究脉动循环荷载频率对支架降解的影响。方法基于连续损伤力学原理,在均匀腐蚀、应力腐蚀和点腐蚀损伤的基础上,叠加Miner线性累积准则计算不同应力状态下的疲劳损伤,对单元的材料属性进行线性化衰减调整,模拟支架的宏观损伤和强度弱化效应。选择正常心率范围内60、80、100 Hz 3种频率进行脉动循环荷载下支架降解模拟,观察支架降解形态和断裂时间差异。结果3种脉动压频率下,支架首先降解和最后断裂区域均位于支架花冠处。不同频率支架降解的差异主要体现在支架的高应力区域,随脉动压频率增加支架的断裂时间分数分别为9.5、9.7、10.8 T,导致支架降解形态差异的主要因素来自应力腐蚀损伤和疲劳损伤。结论脉动荷载频率增加对支架的降解有促进作用,特别是频率接近正常心率上限时支架的断裂时间显著加快,因此在可降解支架设计时应充分考虑脉动荷载频率对支架服役性能的影响。所建立的模型能够为可降解支架结构设计及疲劳性能评估提供理论依据和数值模拟参考。

主 题 词：可降解支架 断裂时间 脉动荷载 疲劳损伤 连续损伤力学 应力腐蚀 形态差异 宏观损伤 

学科分类：08[工学] 080501[080501] 0805[工学-能源动力学] 080502[080502] 

核心收录：

馆 藏 号：203143368...