平常在治疗骨折中,常见带锁髓内钉都是静力型带锁髓内钉,而锁钉是非常重要的组成部分。锁钉存在疲劳断钉的缺陷,这种情况不利于骨折愈合,需要再次手术,增加患者痛苦。随着有限元技术应用范围广泛,在医学上已经得到大量应用,为此,设计了一种新的锁钉后利用有限元技术,研究其疲劳特性。主要研究内容如下:阐述髓内钉的研究现状,探究髓内钉、锁钉研究中目前出现的问题,提出课题的意义与目的,并确定研究思路。根据材料力学理论,得出设计成高螺纹棒槌形锁钉结构形状依据,分析结构设计的合理性。螺纹结构设计成高螺纹后,螺纹优势在哪些地方。通过CT扫描得到胫骨三维模型图像,用Mimics、Geomagic Studio处理得到胫骨三维模型。根据选用型号的参数,在Pro/E中分别画出髓内钉、锁钉结构,再将胫骨同它们装配在一起得到对应的结构模型。按照ANSYS Workbench分析的流程,利用静力学结构分析方法,在ANSYS Workbench分析两种胫骨模型、两种髓内钉模型、两种锁钉模型的详细静力分析过程。静力学分析结果表明,在同样的条件下,与普通锁钉相比较棒槌形锁钉应力不易集中、位移变形小。参考疲劳分析的基本理论,nCode疲劳分析特点,确定疲劳分析方法及流程。根据前文ANSYS Workbench静力学分析的结果,在nCode中分析两种髓内钉模型、两种锁钉模型。得出疲劳分析结果表明,在同样的条件下,与普通锁钉相比较棒槌形锁钉疲劳寿命长,抗疲劳性好。对比分析疲劳仿真与疲劳力学试验结果。结果表明,疲劳寿命值非常接近,变化趋势一致。综合分析高螺纹的优势,得出棒槌形高螺纹锁钉比普通螺纹锁钉抗疲劳性强。