镍钛合金二尖瓣支架存在一种研究较少的失效模式:低周疲劳导致的支架支柱断裂。该现象与器械在展开过程中扩张不完全有关。针对此案例的分析采用了一套3D工作流程,整合了Materialise Mimics进行图像分割,以及Ansys进行有限元模拟,以探寻失效的力学原因。
3D工作流程:结构失效的分割与模拟 🔧
该流程始于Materialise Mimics,在此根据CT扫描重建支架几何结构及周围解剖结构。模型随后导出至Ansys进行结构分析,模拟心动周期中的循环载荷。扩张不完全的条件在断裂支柱根部产生局部应力集中。模拟显示,累积的塑性变形(低周疲劳的特征)在每个心动周期中均超过材料极限,导致过早断裂。
提前“罢工”的支柱 💥
有时,人们会认为镍钛合金是一种永不疲劳的神奇材料。但事实证明,如果扩张不当,它就会永久“休息”。这就像试图用锤子把雨伞塞进伞套:总会有东西被不当弯曲。低周疲劳毫不留情,支架支柱以断裂的方式表达了这一点。至少,这次失效给了我们一个完美的借口来摆弄Mimics和Ansys,这比向患者解释他的瓣膜“说不”要有趣得多。