一、设备与软件设施
1.1 计算机工作站配置
- 全身X射线计算机断层扫描系统（CT，型号：LightSpeed VCT 64排）
- 计算机基本配置：搭载AMD3700X处理器，配备32GB内存、1TB固态硬盘，运行Windows10操作系统。
1.2 生物力学处理软件工具
- Mimics 21.0三维重建软件（由比利时Materialise公司开发）
- GeomagicWrap 2017逆向工程处理软件（由Raindrop公司出品）
- SolidWorks 2017 CAD软件（来自法国Dassault Systemes公司）
- ANSYS 17.0有限元分析软件（ANSYS公司出品）
二、模型建立与准备
骨骼模型准备
创建肱骨、尺骨及桡骨的模型，基于CT数据，将这些模型与对应的软骨模型进行配准，从而得到精确的肱骨软骨、尺骨软骨及桡骨软骨模型。
有稳定器的肘关节模型准备
在SolidWorks软件中，对肘关节模型进行进一步的处理，精确调整肘关节及其稳定器的位置，并进行装配固定。
三、分析流程与设定
设定材料属性
设定皮质骨、韧带及软骨的物理参数，包括杨氏模量及泊松比等。采用四面体单元进行网格划分，并建立肘关节副韧带及外侧副韧带模型。
模拟实验条件
选取带有与无肘关节稳定器的模型为研究对象，模拟肘关节错位情景（如因损伤或松解手术导致的不稳定），对不同工况施加载荷，进行肘关节稳定性分析。
加载应力与分析边界条件
将各模型的有限元网格及韧带模型导入ANSYS 17.0软件（Ansys公司出品），赋予边界条件并加载应力。假设肱骨、尺骨等为连续、均质、各向的线弹性材料。对尺骨及桡骨的远端施加三向平移及旋转约束。
应力加载与分析方法
采用沿肱骨纵轴轴向加压的方式进行实验，作用力点位于肘关节模型的中心。力的大小设为100 N，近似模拟提起10 kg物体的状态。实验中忽略肌肉韧带力、关节软骨介质摩擦及动力冲击等影响因素，分析关节面各部分的应力及位移情况。
四、结果分析
关节面接触应力分析
在肱骨纵轴轴向施加100 N的应力，对加载后的模型进行应力分析，得出各模型的应力分布情况。
关节面接触位移变化分析
在肘关节模型、带稳定器的肘关节模型及副韧带模型上分别施加100 N的应力，得出有限元模型关节面的位移变化情况。