| 摘要 | 第4-6页 |
| ABSTRACT | 第6-7页 |
| 第一章 绪论 | 第14-25页 |
| 1.1 研究背景 | 第14-16页 |
| 1.2 研究现状 | 第16-21页 |
| 1.2.1 微创手术用触觉传感器的研究现状 | 第16-17页 |
| 1.2.2 心脏组织力学模型的研究现状 | 第17-19页 |
| 1.2.3 接触力学的研究现状 | 第19-21页 |
| 1.3 研究内容及意义 | 第21-23页 |
| 1.4 本文的结构安排 | 第23-25页 |
| 第二章 微创手术用触觉传感器的设计与分析 | 第25-35页 |
| 2.1 引言 | 第25页 |
| 2.2 压阻式传感器输入/输出模型 | 第25-28页 |
| 2.2.1 压阻元件自身电阻模型 | 第26-27页 |
| 2.2.2 压阻元件与电极间的接触电阻模型 | 第27页 |
| 2.2.3 压阻式力传感器的输入/输出实验 | 第27-28页 |
| 2.3 触觉传感器的设计 | 第28-32页 |
| 2.3.1 整体构型 | 第29-31页 |
| 2.3.2 传感器的制作 | 第31-32页 |
| 2.4 触觉传感器的工作性能分析 | 第32-34页 |
| 2.5 本章小结 | 第34-35页 |
| 第三章 光滑小变形情况下触觉传感器与心房的接触分析 | 第35-61页 |
| 3.1 引言 | 第35-36页 |
| 3.2 粘弹性心房模型 | 第36-41页 |
| 3.2.1 广义Kelvin粘弹性模型 | 第36-38页 |
| 3.2.2 分数阶粘弹性模型 | 第38-41页 |
| 3.3 动态机械分析实验 | 第41-44页 |
| 3.3.1 实验准备 | 第42页 |
| 3.3.2 实验方案 | 第42-44页 |
| 3.4 物质参数的辨识 | 第44-49页 |
| 3.4.1 广义Kelvin模型的物质参数 | 第46-47页 |
| 3.4.2 广义Maxwell分数阶模型的物质参数 | 第47-48页 |
| 3.4.3 本构模型的对比 | 第48-49页 |
| 3.5 解析接触模型 | 第49-60页 |
| 3.5.1 Three-part边界值问题的线弹性解 | 第49-57页 |
| 3.5.2 Three-part边界值问题的线粘弹性解 | 第57-58页 |
| 3.5.3 线粘弹性解的应用 | 第58-60页 |
| 3.6 本章小结 | 第60-61页 |
| 第四章 摩擦小变形情况下触觉传感器与心房的接触分析 | 第61-81页 |
| 4.1 引言 | 第61-62页 |
| 4.2 传感器与心房肌肉组织的接触面约束 | 第62-66页 |
| 4.2.1 法向接触条件 | 第63页 |
| 4.2.2 切向接触条件 | 第63-66页 |
| 4.3 传感器与肌肉组织的连续接触模型 | 第66-69页 |
| 4.4 粘弹性本构模型的状态更新算法 | 第69-72页 |
| 4.4.1 蠕变函数的分解策略 | 第69-71页 |
| 4.4.2 子问题状态更新的增量算法 | 第71-72页 |
| 4.5 传感器与肌肉组织的有限元离散模型 | 第72-77页 |
| 4.5.1 心房连续模型的离散化 | 第73-74页 |
| 4.5.2 接触模型的离散化 | 第74-77页 |
| 4.5.3 全局离散模型 | 第77页 |
| 4.6 传感器-心房肌肉组织间的摩擦接触分析结果 | 第77-80页 |
| 4.6.1 子问题中的材料参数 | 第77-78页 |
| 4.6.2 接触分析结果 | 第78-80页 |
| 4.7 本章小结 | 第80-81页 |
| 第五章 大变形情况的左心室粘弹性模型 | 第81-105页 |
| 5.1 引言 | 第81-82页 |
| 5.2 左心室心肌的生理结构 | 第82页 |
| 5.3 基于应变不变量的超粘弹性模型 | 第82-87页 |
| 5.3.1 运动学 | 第82-83页 |
| 5.3.2 超粘弹性模型 | 第83-85页 |
| 5.3.3 正交各向异性的粘弹性模型 | 第85-87页 |
| 5.4 本构模型的时间积分算法 | 第87页 |
| 5.5 一致切向模量 | 第87-89页 |
| 5.5.1 切向模量的物质描述 | 第88-89页 |
| 5.5.2 切向模量的空间描述 | 第89页 |
| 5.6 基于生理结构的心肌模型 | 第89-93页 |
| 5.6.1 本构关系 | 第89-90页 |
| 5.6.2 简单剪切变形下的应力应变关系 | 第90-93页 |
| 5.6.3 物质参数辨识 | 第93页 |
| 5.7 厚壁圆桶心室模型分析 | 第93-103页 |
| 5.7.1 拉伸，膨胀，扭转变形的解析解 | 第94-97页 |
| 5.7.2 常压力下的蠕变特性 | 第97-100页 |
| 5.7.3 周期性心压下的心室变形分析 | 第100-103页 |
| 5.8 本章小结 | 第103-105页 |
| 第六章 大变形情况下的左心室有限元分析 | 第105-116页 |
| 6.1 引言 | 第105-106页 |
| 6.2 心肌的主动应力特性 | 第106-109页 |
| 6.2.1 Hill肌肉模型 | 第106页 |
| 6.2.2 主动应力本构关系 | 第106-107页 |
| 6.2.3 一致切向模量 | 第107-109页 |
| 6.3 有限元模型 | 第109-110页 |
| 6.3.1 心室的几何形状 | 第109页 |
| 6.3.2 材料特性 | 第109页 |
| 6.3.3 边界与初始条件 | 第109-110页 |
| 6.3.4 有限元离散 | 第110页 |
| 6.4 有限元模型分析结果 | 第110-113页 |
| 6.4.1 残余应力 | 第110-111页 |
| 6.4.2 心室舒张期结束时的应变 | 第111-113页 |
| 6.5 有限元模型分析结果的应用 | 第113-115页 |
| 6.6 本章小结 | 第115-116页 |
| 第七章 触觉传感器与心室的接触分析 | 第116-127页 |
| 7.1 引言 | 第116-117页 |
| 7.2 大变形接触问题的有限元算法 | 第117-120页 |
| 7.2.13D大变形接触问题的定义 | 第117-119页 |
| 7.2.2 接触力虚功有限元离散 | 第119-120页 |
| 7.3 拟光滑Newton算法 | 第120-122页 |
| 7.4 触觉传感器与心室肌肉组织的接触分析 | 第122-125页 |
| 7.4.1 底部固定边界条件下的接触分析 | 第123-124页 |
| 7.4.2 底部自由边界条件下的接触分析 | 第124-125页 |
| 7.5 本章小结 | 第125-127页 |
| 第八章 总结与展望 | 第127-130页 |
| 8.1 主要研究工作与总结 | 第127-128页 |
| 8.2 展望 | 第128-130页 |
| 参考文献 | 第130-142页 |
| 致谢 | 第142-143页 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 | 第143-145页 |
| 附录A 心室圆桶模型的Cauchy应力 | 第145-147页 |
| 附录B 第一切向模量与第二切向模量的变换 | 第147页 |
