本课题源自国家自然科学基金项目“主动脉弓夹层动脉瘤的力学机制研究”。主动脉弓的位移变形和应力情况一直是医学和生物力学中的研究热点,它同了解人体心血管系统运动规律以及探讨主动脉夹层瘤等疾病形成和发展的力学机理有密切的联系。因此研究主动脉弓特别是材料非线性与几何非线性的主动脉弓的位移变形和应力情况有重要的理论价值和现实意义。本文用有限元分析方法数值研究了非线性大变形的主动脉弓的位移变形和应力分布,并与线弹性小变形的结果进行了比较分析。论文的主要研究结果如下:对于非线性材料大变形的情况,模型变形后沿轴线的各个截面均呈椭圆形状,其中主动脉弓中心截面变成椭圆的程度最大,自由端中心点位移最大;对比线弹性小变形的模型,其模型弯管段截面变形后也均呈椭圆形状,且弯管中心截面的椭圆度最大;非线性模型血管壁在受内压的载荷情况下,在靠近降主动脉一端的截面上出现最大的周向应力,该截面上的应力水平为250KPa;线弹性小变形模型在受内压的载荷情况下,最大应力出现在主动脉弓中心截面,应力水平为70KPa;非线性模型较高的应力水平是由材料非线性引起的;在主动脉弓弯管的各个截面的长轴方向上出现了周向应力内小外大的情况;线弹性小变形模型的周向应力的分布均为内大外小;原因在于非线性的弯管部分的弯曲应力大于拉应力,因此出现内负外正的周向应力。本论文完成了材料非线性与几何非线性的主动脉弓血管壁的力学行为的数值模拟,在应用上为医学领域研究主动脉夹层动脉瘤的力学因素提供了科学的依据,也为进一步的流固耦合研究提供了参考价值。