减小皮肤/假肢摩擦过程中损伤能量的研究

发布时间：2021-10-12 00:14

　　残肢患者穿戴假肢时,皮肤／假肢接触界面存在摩擦力和预紧力。摩擦力过小,预紧效果差,接受腔容易产生松动甚至滑脱,皮肤/假肢接触界面产生的滑移运动会对皮肤造成严重的损伤。摩擦力过大,预紧力增大,对患者残肢皮肤的皮下组织及血液循环造成阻碍,残肢皮肤会出现血液循环不畅,皮肤肿胀甚至坏死,进而对患者残肢造成二次伤害。目前,研究人员无法对皮肤/假肢接触界面的摩擦力和预紧力进行定量分析,大部分只是凭借经验,缺乏科学依据,并且反复穿戴会给患者带来很大痛苦。缺少为残肢患者制定科学康复计划的重要理论依据和方法。本文对残肢患者正常行走时的状态进行实验模拟,利用拉伸力学试验机以及UMT-Ⅱ多功能摩擦磨损试验机,并结合自主研发的多功能数据采集分析测试系统,对不同预紧力作用下假肢材料的摩擦行为进行了试验研究,揭示了皮肤/假肢接受腔接触界面的能量损耗变化规律以及摩擦系数的变化规律。并对不同假肢内衬材料作用后的实验结果进行了对比分析,提出残肢患者适合穿戴假肢的摩擦力力值范围以及接受腔的表面结构。得到的主要结论如下：1.皮肤/假肢接受腔接触界面往复摩擦运动中,摩擦系数随着摩擦力的增大而增大；摩擦力介于15 N-20 N... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
        1.1.1 皮肤/假肢摩擦行为研究的背景
        1.1.2 皮肤/假肢摩擦行为研究的目的及意义
    1.2 皮肤/假肢摩擦行为的研究现状
        1.2.1 皮肤摩擦学相关理论
        1.2.2 皮肤/假肢接触界面研究
        1.2.3 实验测量的研究
    1.3 皮肤/假肢摩擦行为研究存在的问题和不足
    1.4 选题意义及内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
第2章 实验设备及方法介绍
    2.1 试验设备
        2.1.1 拉伸压缩实验设备
        2.1.2 UMT-Ⅱ多功能摩擦磨损试验机
        2.1.3 试验参数
    2.2 多功能数据采集分析测试系统
        2.2.1 背景技术
        2.2.2 多功能数据采集分析测试系统的内容
        2.2.3 多功能数据采集分析测试系统具体功能介绍
        2.2.4 多功能数据采集分析测试系统的工作原理和过程
    2.3 试验材料
        2.3.1 志愿者的选择
        2.3.2 试验材料表面特征
        2.3.3 接受腔材料的表面结构及粗糙度
        2.3.4 实验材料亲水性比较
    2.4 试验分析方法
        2.4.1 计算模型的建立
        2.4.2 定积分求能量损耗的方法
    2.5 本章小结
第3章 残肢皮肤/接受腔-硅胶材料的摩擦特性研究
    3.1 试验简介
    3.2 实验结果
        3.2.1 摩擦过程中的摩擦力的变化曲线
        3.2.2 预紧力变化曲线
        3.2.3 曲线尖端
        3.2.4 实验前后皮肤温度变化结果
        3.2.5 实验前后皮肤粗糙度变化
        3.2.6 摩擦行为作用下摩擦损耗
    3.3 实验结果对比分析
        3.3.1 摩擦力的变化曲线
        3.3.2 预紧力变化曲线
        3.3.3 曲线尖端分析
        3.3.4 皮肤温度分析
        3.3.5 摩擦过程中能量损耗的分析
        3.3.6 摩擦过程中粗糙度结果对比分析
    3.4 本章小结
第4章 人体皮肤与硅胶材料摩擦特性研究
    4.1 试验简介
    4.2 摩擦过程中摩擦力-位移曲线变化
    4.3 摩擦过程中摩擦系数变化分析
    4.4 摩擦过程中能量损耗分析
    4.5 本章小结
结论与展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及参与项目


【参考文献】：
期刊论文
[1]不同性别人体皮肤摩擦不舒适度感知功能的研究[J]. 李炜,蒋玉石,庞强,翟正绘,周仲荣.  摩擦学学报. 2012(03)
[2]小腿假肢接受腔计算机三维模型的构建[J]. 张绍岚,李古强,邵长庆.  中国组织工程研究与临床康复. 2010(48)
[3]生物力学用于假肢性能评价的研究进展[J]. 赖卿,曹学军.  中国康复理论与实践. 2010(01)
[4]天然与人工关节中的摩擦学问题[J]. 王成焘.  医用生物力学. 2009(05)
[5]硅胶内衬套假肢对残肢功能及瘢痕的影响[J]. 颜功兴,刘占芳,张小娟,张川.  中华物理医学与康复杂志. 2009 (08)
[6]温度和湿度对人体皮肤摩擦特性的影响[J]. 唐玮,葛世荣,朱华,冯涛.  生物医学工程学杂志. 2009(03)
[7]四种常用假肢材料与人体皮肤摩擦学特性的研究[J]. 孔梅,李炜,李海丽,刘夕东,周仲荣.  生物医学工程学杂志. 2008(05)
[8]假肢接受腔界面应力的有限元分析[J]. 曾育山.  中国组织工程研究与临床康复. 2008(35)
[9]一种加工假肢接受腔阳模刀位点算法的实现[J]. 郭宏,李晓豁.  辽宁工程技术大学学报. 2005(S1)
[10]人体生物摩擦学的研究现状与展望[J]. 葛世荣,王成焘.  摩擦学学报. 2005(02)

博士论文
[1]皮肤的往复滑动摩擦特性研究[D]. 李炜.西南交通大学 2007
[2]下肢假肢接受腔生物力学评价及CAE技术研究[D]. 蒲放.四川大学 2002

硕士论文
[1]人体皮肤摩擦感知及其量化评定研究[D]. 庞强.西南交通大学 2013
[2]界面压力可控式假肢接受腔设计[D]. 甘云.上海交通大学 2013
[3]去角质洗面奶对皮肤摩擦性能的影响研究[D]. 翟正绘.西南交通大学 2012
[4]人体皮肤与常用假肢材料摩擦学性能的研究[D]. 孔梅.西南交通大学 2007
[5]植入性大腿假肢经皮器件的有限元分析及初步动物实验[D]. 郑立.四川大学 2004
[6]假肢接受腔的受力分析和计算机辅助设计[D]. 宋雪玲.河北工业大学 2002



本文编号：3431515