文摘:
一个植入物开发和制造组织有兴趣对脊柱植入物设计进行有限元分析。植入物将由聚氨酯材料制成。阀瓣是对称的设计，在其顶部和底部表面有可拧的附件。因此，圆盘夹在刚性板之间。分析的目标是精确模拟弯曲、伸展、扭转和弯曲变形模式。
方法:
首先进行预压缩仿真，然后在第二步进行拉伸、弯曲等仿真，进行多步分析。
- 必须考虑聚氨酯材料的非线性材料性能。
- 需要进行大的膨胀变形，并进行多步分析。
图1:弯曲/伸展变形模式、有限元模型和变形形状
结果和讨论:
有限元模型和变形图如图1所示。聚氨酯盘在Abaqus中使用三维连续单元进行建模。在设计的不同位置都发现了高应力。采用迭代设计优化程序降低了粘结区和内部的应力。大变形弹性分析使材料得到了充分的定义。应力集中的位置被确定为“热点”，是疲劳临界位置。
引用:
- 达索系统，Abaqus理论和参考手册。
- 库姆斯，D.等。基于Abaqus的腰椎生物力学仿真，simula Abaqus用户大会，2011。
- 颈椎护理的未来:椎间融合和关节成形术，神经外科杂志，2004。