【摘 要】
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本研究的目的是结合计算机辅助设计技术、医学建模技术和3D打印技术来完成踝足矫形器的设计及优化方案,通过有限元分析来计算,模拟踝足矫形器的力学性能,使其舒适性和稳定性更优于传统固定式踝足矫形器。通过模型的有限元分析,对力学性能,包括最大应力、应变、变形量分析计算,评定其结果,优化其方案。结果表明:无论是最大变形量,还是最大应力应变,均优于传统结构的踝足矫形器。在材料选择上,踝足矫形器的主体材料选择聚
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本研究的目的是结合计算机辅助设计技术、医学建模技术和3D打印技术来完成踝足矫形器的设计及优化方案,通过有限元分析来计算,模拟踝足矫形器的力学性能,使其舒适性和稳定性更优于传统固定式踝足矫形器。通过模型的有限元分析,对力学性能,包括最大应力、应变、变形量分析计算,评定其结果,优化其方案。结果表明:无论是最大变形量,还是最大应力应变,均优于传统结构的踝足矫形器。在材料选择上,踝足矫形器的主体材料选择聚乳酸（PLA）,而在最大应力集中区域,选择力学性能较好的三种材料尼龙12（PA12）、聚醚醚酮（PEEK）和碳纤维增强复合材料（CFRP）进行替换,与全部使用PLA的踝足矫形器进行对比,进行力学计算分析。结果表明:用PEEK和CFRP替换最大应力集中区域后的踝足矫形器的计算数据表现出较好的力学性能,这两种材料组合都大大改善了两侧固定结构力学性能,可以获得力学性能稳定且灵活实用的踝足矫形器。通过熔融沉积3D打印技术,采用PEEK材料来完成两侧固定的踝足矫形器3D加工,通过应变片把打印出来的踝足矫形器进行机械性能测试,实验结果与有限元分析的模拟结果相吻合。该研究为3D打印踝足矫形器提供了较好的理论基础和借鉴意义。
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