角膜变形的三维球对称模型分析

摘要

为研究完整角膜对生理眼压的形变响应,用球形探针对完整角膜进行压痕实验,并用接触力学的JKR(Johnson-Kendall-Roberts)模型分析角膜在响应眼内压的等效弹性模量.在此基础上,将角膜简化为球对称模型,用弹性理论计算了完整角膜对生理眼压的三维应变,探讨了厚度、泊松比对角膜的三维应变的影响.结果表明,在眼内压作用下,完整角膜在周向和径向分别产生拉、压的应变响应;角膜周向和径向应变均随角膜厚度增加而增加;随着泊松比的增加,周向应变呈减小、径向应变呈增大的趋势.结果提示角膜周向-径向应变间存在拮抗作用,使完整角膜以均匀的体积形变响应眼压的变化.结果有助于定量分析角膜在不同眼内压下的生物力学特性,可为角膜力学的数值建模、模型仿真提供参考.