《表1 材料属性表：半月板三维有限元模型建立及力学分析》

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《半月板三维有限元模型建立及力学分析》

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在有限元前处理软件ANSA软件中将所获得基于CT和MRI数据的实体模型进行融合。通过各自坐标系的旋转、倾斜及模型的伸缩，将CT所建立的模型于MRI所建立的模型进行配准对齐。再取CT模型中的股骨下段，胫腓骨上段，髌骨模型，取MRI模型中的内外侧副韧带、前后交叉韧带、髌韧带、内外侧半月板及关节软骨模型，融入到同一坐标系，按解剖关节整合到一起形成完整的膝关节实体模型。ANSA软件有强大的网格划分及优化能力，通过ANSA软件对所建立的实体模型采用二阶四面体单元进行网格划分，并半月板网格进行加密划分并优化，对加密后的网格进行收敛性试验，获得最优网格大小值，试验得到半月板的网格大小为0.5 mm，最终建立膝关节的三维有限元模型。对模型进行材料属性和参数的设定：骨性结构定义为刚体，弹性模量12 000 MPa，泊松比0.3[2]，关节软骨及半月板定义为连续、均质、各向同性的单相线弹性材料，软骨弹性模量5.0 MPa，泊松比0.46[3]，半月板弹性模量为59 MPa，泊松比为0.49[4]，具体见表1。将韧带结构设定为超弹性、各向同性非线性材料，采用应变能密度函数本构模型Neo-Hookean模型计算韧带的力学参数[5]，Neo-Hookean函数为：