血管支架疲劳寿命分析_张艺浩.pdf

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1、第43卷增刊1哈尔滨工业大学学报Vol.43Sup．12011年3月JOURNALOFHARBININSTITUTEOFTECHNOLOGYMar．，2011血管支架疲劳寿命分析张艺浩，李红霞，王希诚(大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室，大连116024)摘要:为了对血管支架的疲劳寿命进行评估，本文建立动脉管壁/血液耦合模型，采用有限元法，利用AN-SYS有限元分析软件，对植入支架后的血管内血流动力学、以及血液对植入支架的血管内壁的作用整个过程进行了模拟分析，实现了结构分析和流体分析的耦合计算，得到了在周期性正弦血流的条件下流固耦合过程的数值结果．由流固耦合结果及304不锈钢高

2、周疲劳的S－N曲线对血管支架的疲劳寿命进行了评估．模拟结果显示，血流对支架产生周期性的应力，此周期性应力影响血管支架的疲劳寿命．关键词:血管支架;有限元分析;流固耦合;疲劳寿命文章编号:0367－6234(2011)增刊1－0086－05FatiguelifeanalysisforcardiovascularstentZHANGYi-hao，LIHong-xia，WANGXi-cheng(DepartmentofEngineeringMechanics，StateKeyLaboratoryofStructuralAnalysisforIndustrialEquipment，Dalian

3、UniversityofTechnology，Dalian116024)Abstract:Toachievefatiguelifeanalysisforcardiovascularstent，weestablishedthearterialwall/bloodcou-pledmodel，usingANSYSfiniteelementanalysissoftwaretosimulatethehemodynamicsofthestentimplantedvascular．Weachievedthecouplingcalculationbetweenstructuralanalysisand

4、fluidanalysisandobtainedthenumericalresultsofthecouplingprocessintheconditionofthesineflow．Basedontheresultsofthefluid-structureinteractionandtheS-Ncurveofthe304stainlesssteelinhighcyclefatigueweobtainedthefatiguelifeforthestent．Theresultsofthesimulationshowthatflowproducesperiodicstressontheste

5、ntandtheperi-odicstresshaseffectonthefatiguelifeforthestent．Keywords:stent;finiteelementanalysis;fluid-structureinteraction;fatiguelife相对早期心导管冠状动脉腔内成形术，冠脉劳．因为金属内部结构并不均匀，从而造成应力传支架术是一种微创伤的介入治疗方法，具有手术递的不平衡，有的地方会成为应力集中区．同时，操作简单，对病人创伤小，术后恢复快等特点．然金属结构表面可能存在缺陷．在力的持续作用下而，当支架疲劳破坏时患者可能发生稳定型心绞发生局部塑性变形，直至剩余

6、部分不能继续传递痛、不稳定型心绞痛、急性心肌梗死等症状．因此，负载时，金属构件就会全部毁坏．这一点体现在不对支架的植入血管内疲劳寿命的分析研究显得十锈钢支架上，就会发生结构上的裂纹和不可恢复分重要．的变形．此外，腐蚀的出现会大大降低金属材料的目前公认的影响血管支架疲劳主要原因是支强度，在长期的交变应力作用下，腐蚀最易成为结架在疲劳过程中不断经受循环流动的作用力，而构损伤的启始点，也是引起支架结构损伤的潜在血流速度是以持续的峰值和谷值变化的，支架也原因．由于支架表面的腐蚀很难用数值模拟的方随着高低压力发生形态变化．支架的材料为金属法进行模拟，本文把支架的结构损伤作为影响支－不锈钢，金属在

7、外力的反复作用下，会产生疲架疲劳的主要因素，重点分析支架金属丝的交叉点和端点的应力状态的变化，从而对支架进行疲基金项目:国家自然科学基金面上项目“药物分子优化设计的网劳分析以及疲劳寿命测试．格计算方法研究”，项目编号:No．10772042国家“863”高科技项目(7150080050)资助)．目前，已有一些通过临床和实验对支架的疲劳增刊1张艺浩，等:血管支架疲劳寿命分析·87·寿命进行评估的研究，而用数值模拟的方法对血管型难以确定;(2)存在