陈凯   张德坤    戴祖明  王崧全

摘要： 目的 分析软骨的压缩变形行为和液相力学承载特性的关系。方法 利用压痕实验测定牛膝关节软骨在不同压头直径、不同载荷下的压缩变形位移，建立有限元模型模拟关节软骨内部液相流动及承载特性。结果 模拟压缩位移与实验结果最大相对误差为1.73%，在相同载荷作用下，随着压头直径的增大，软骨的弹性模量与渗透系数随之增大；在相同压头直径作用下，随着载荷的增大，软骨的弹性模量与渗透系数随之减小。载荷作用在软骨上，软骨内部液相主要在软骨内流动，随着载荷的持续，液相逐渐向软骨外流动。软骨表面的孔隙压力、轴向应力、径向应力由于液相的流动呈非线性变化。结论 软骨表面的液相流动、孔隙压力及应力分布等影响软骨表面的承载特性；在不同压头、不同载荷下，软骨的承载特性有较大差异。