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细胞纳米压痕问题的研究是生物力学的热点问题,在生命科学以及医学上有着重要的实用意义。本文主要研究的是真核细胞的纳米压痕的模型问题。文中讨论了细胞张拉整体结构模型的几何特性,通过对模型进行“找形”,确定了其预应力态,并基于此细胞模型结构,编写了真核细胞的纳米压痕非线性有限元程序,获得了相应的载荷-压痕曲线,初步验证了细胞的压硬特性。 文章首先引入对称性假设,对张拉整体结构的自平衡矩阵进行分解,得到了张拉整体结构在自平衡状态的预应力的理论解,为后面的仿真结果验证提供了参照。 然后应用力密度法编写了的非线性“找形”程序,对张拉整体模型进行了“找形”,得到了张拉整体结构自平衡状态下的预应力和结点坐标。 最后,在“找形”的基础上,对细胞压痕的张拉整体结构模型进行了加载-卸载计算,并运用Oliver-Pharr方法对于压痕的加载-卸载曲线进行了分析。并将微管,微丝,中间丝的弹性模量引入张拉整体结构模型,得到了最终的基于张拉整体模型的细胞压痕曲线,并给出了细胞的压痕刚度的模拟值。