Page 85 - 《摩擦学学报》2021年第1期

82 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

A: Static structural A: Static structural
Equivalent stress 2 Equivalent stress 2
Type: Equivalent (von-mises) stress Type: Equivalent (von-mises) stress
Unit: MPa Unit: MPa
Time: 1 Time: 1
2020-3-24 12:04 2020-3-24 12:06
6.646 4 Max 6.6464 Max
59 089 5.9089
5.171 3 5.1 713
4.433 8 4.4338
3.696 3 3.6963
2.958 7 2.9587
2.221 2 2.221 2
1.483 6 1.4836
0.746 09 0.74609
0.008 542 4 Min 0.0085424 Min
z
0 10 mm x 0 10 mm x
z
5 y 5 y
(a1) (a2)
A: Static structural A: Static structural
Equivalent stress 3 Equivalent stress 3
Type: Equivalent (won-mises) stress Type: Equivalent (won-mises) stress
Unit: MPa Unit: MPa
Time: 1 Time: 1
2020-3-24 12:05 2020-3-24 12:06
1.362 Max 1.362 Max
1.21 28 1.212 8
1.0635 1.063 5
0.91418 0.914 18
0.76489 0.764 89
0.6156 0.615 6
0.46631 0 466 31
0.31 702 0.317 02
0.16773 0.167 73
0.018436 hMin 0.018 436 Min
z
0 10 mm x 0 10 mm x
z y
5 y 5
(b1) (b2)
A: Static structural A: Static structural
Equivalent stress 4 Equivalent stress 4
Type: Equivalent (on-mises) stress Type: Equivalent (on-mises) stress
Unit: MPa Unit: MPa
Time: 1 Time: 1
2020-3-24 12:05 2020-3-24 12:06
4.903 Max 4.903 Max
4.358 4 43 584
3.813 8 3.813 8
3.269 2 3.269 2
27 245 2.724 5
2:179 9 2.179 9
1.635 3 1.635 3
1.090 6 1.090 6
0.546 01 0.546 01
0.001 386 1 Min 0.001 386 1 Min
z
0 10 mm x 0 10 mm x
y z y
5 5
(c1) (c2)

Fig. 5 The characteristics of the Equivalant stress for the artificial cervical disc with fixed nucleus pulposus：(a1) the upper surface of
the upper endplate，(a2) the lower surface of the upper endplate，(b1) the upper surface of the nucleus pulposus，(b2) the lower
surface of the nucleus pulposus，(c1) the upper surface of the lower endplate，(c2) the lower surface of the lower endplate
图 5 髓核固定型人工颈椎间盘接触应力特征：(a1)上终板上表面，(a2)上终板下表面，(b1)髓核上表面，(b2)髓核下表面，
(c1)下终板上表面，(c2)下终板下表面
似，但并未出现类似的倒“山”字形应力集中现象. 髓 体最大应力集中在髓核与上终板下表面的运动关节
核上表面最大应力出现在与上终板下表面形成运动 面边缘以及髓核与下终板上表面的过盈配合处，且均
摩擦副边缘[见图5(b1)]，也呈现环形分布，且前后较 呈现环形分布特征.

为均匀. 下表面最大应力发生在与下终板过盈配合位 通过与图3滑动型假体应力结果对比可知：(1) 球
置处[见图5(b2)]，且应力值相对上表面略大. 下终板 窝结构人工颈椎间盘的应力集中在相对运动关节面
上表面最大应力依然发生在和髓核过盈配合接触区 以及不同组件间过盈配合连接处，且大多呈现环形分
域[见图5(c1)]，下表面则呈现左右对称分布[见图5(c2)]， 布特征(与髓核球头形状有关)；(2) 滑动型假体相对固
且具有类似上表面的环状分布特征. 综上，固定型假 定型优势在于运动模式更丰富、应力传递更均匀，但