基于dyna的心脏瓣膜动力学仿真研究

从工程力学角度看：心脏是人体血液循环的动力装置，而心脏瓣膜是能够控制血液在心动周期内单向流动的控制原件，一旦心脏瓣膜病变或损坏，将危及患者的生命安全。生物瓣膜是挽救病人生命的有效手段。通过有限元方法对生物瓣膜进行动态力学性能分析,所得到的瓣叶在动态载荷下的应力分布更加接近真实情况,是瓣膜设计工作的有益尝试,这为设计和优化生物瓣膜,提高其耐久性提供重要参考和依据,对生物瓣膜的研制、加工和性能评估工作具有重要的指导作用和现实意义。

1几何模型及有限元模型

生物瓣膜由三片成轴对称的瓣叶构成，直接由ansys建难度大，故以PRO/E的格式导入软件并进行网格划分,生成动态力学分析的有限元模型。如下图

2材料参数

生物心脏瓣膜采用的是天然的牛心包或猪主动脉瓣,主要材料为心肌纤维,是一种非线性的粘性材料。结合实际，本文将其近为线性弹性材料,泊松比是0.45，弹性模量为5.4MPa，密度为1.1g/cm3。

3单元类型及算法的选择

在对瓣膜进行动态载荷分析时,使用的是薄壳单元shell163，血流为流体，采用欧拉算法。总体上采用流固耦合算法。瓣叶与血管壁缝合边,本文假设为全约束条件。瓣叶的自由边,没有对其进行约束。

4结果

（1）应力分布

（2）结果动画

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