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摘要
本研究利用拓扑优化的方法对股骨柄假体进行结构优化，研究不同保留阈值下假体体积对力学性能的影响，并探索优化假体对股骨的影响。利用股骨假体三维模型建立有限元模型，拓扑优化后保存5个不同保留阈值的模型，对其进行力学性能分析，并对比初始假体与一例优化假体置入对股骨的内固定效果。优化前假体的柔度为123.06 mJ,应力为179.96 MPa;优化后假体的柔度和应力均大于优化前，其中柔度最小值为142.31 mJ,应力最小值为182.23 MPa。置入初始假体的股骨A区应力平均值为23.083 MPa;置入优化假体的为25.246 MPa。拓扑优化方法下假体柔度随着体积的减小而增加；应力受构型和体积的双重影响，且构型的影响占据了主导因素。保留阈值为0.5的优化假体相较于通用假体能减小股骨的应力遮挡。
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