仿生人工膝关节磨损试验机设计与ADAMS仿真

"该文是谭兆钧、胡锟等人发表的关于仿生型人工膝关节磨损试验机机构设计与仿真的学术论文，属于首发论文，由高等学校博士学科点专项基金资助。研究聚焦于提高人工膝关节磨损测试的可靠性，通过模拟自然膝关节的生理结构来设计试验机。文章中，作者们构建了一个简化版的仿生型试验机机构，并在ADAMS软件中进行了虚拟样机模型的建立和仿真分析，以验证设计的合理性。" 在这篇论文中，作者探讨了人工膝关节磨损试验机的重要性，指出在产品临床使用前，需要通过这种试验机来检测人工膝关节的抗磨损性能。然而，现有的磨损试验机由于工作原理与人体自然膝关节的工作方式存在差异，导致实验结果的可靠性受到质疑。为解决这一问题，研究人员依据人类下肢关节的生理结构特征，设计了一种简化的仿生型人工膝关节磨损试验机。 仿生学在工程设计中的应用旨在模仿生物系统的功能和行为，以提高机械或设备的性能。在本研究中，作者们创建了一个根据自然膝关节解剖学构建的三维模型，作为试验对象。他们利用先进的多体动力学软件ADAMS（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems）建立虚拟样机模型，进行仿真分析。ADAMS是一款广泛应用于机械系统动态分析的工具，可以模拟复杂机械系统的运动和相互作用，从而帮助工程师优化设计。 通过ADAMS的仿真，作者能够评估试验机机构在模拟膝关节运动时的性能，检验其是否能准确反映出真实膝关节的磨损情况。这样的仿真实验有助于确保试验机的设计能够更真实地复制膝关节在实际使用中的受力情况，从而提高测试结果的可信度和有效性。 关键词包括人工膝关节、磨损、试验机和机构设计，表明该研究的重点在于改进人工膝关节磨损测试方法，通过仿生学原理来优化试验机的结构，以期提供更可靠的磨损数据，促进人工膝关节产品的质量和安全性的提升。这项研究对于人工膝关节材料的选择、结构优化以及临床应用都具有重要的理论和实践意义。