防腐处理对皮质骨力学性能的影响研究

发布时间：2017-05-10 13:16

  本文关键词：防腐处理对皮质骨力学性能的影响研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为了研究道路交通事故中人体的损伤机理和耐受限度,研究者进行了大量的尸体试验。新鲜尸体能较好的体现骨骼在活体条件下的生物力学响应,但新鲜尸体难于获取、存储费用高,并且人的新鲜尸体可能携带各种致命的病菌,比如HIV、肺炎病毒等。因此,很多研究中所用的样本都是经过防腐处理的。但骨骼经过防腐处理后,其力学特性是否存在差异,目前还没有获得广泛认可的结论。为了能够更好地获得活体状态下人的生物力学响应,研究防腐处理后骨骼的力学性能是否发生变化十分必要。 为了更准确地获取骨骼防腐前后的力学性能参数,本文在大量文献研究的基础上,提出了一种基于特定样本的利用计算反求来获取防腐前后骨骼材料力学参数的方法。由于人体的骨骼样本难以获取,本文选取了两只猴子的股骨作为试验对象。为了减小生物个体差异对试验结果的影响,试验样本采用6mmx2mmx0.5mm的矩形样片,每两片为一组(取自骨骼相邻的位置),一共获取18组试验样本。每组中随机选取一片进行31天的防腐处理,另一片作为参照不做防腐处理而直接进行三点弯曲试验试验。利用准静态三点弯曲试验获取力-位移曲线,通过材料参数反求获取所有样本的弹性模量、切线模量和屈服应力等力学参数。最后利用统计方法分析防腐处理对材料力学参数的影响。 统计结果表明,防腐处理前后弹性模量没有明显的差别(新鲜样本：9707.9MPa；防腐处理样本：9532.8MPa),屈服应力也没有明显的差别(新鲜样本：143.6MPa；防腐处理样本：139.0MPa),但切线模量则在防腐处理后增加了80%(新鲜样本：374.3MPa；防腐处理样本：673.6MPa)。因此,在后续的尸体试验中应该考虑防腐处理对骨骼切线模量的影响,以更准确地模拟骨骼在活体状态下的力学性能。
【关键词】：防腐处理 力学性能 三点弯曲 材料参数反求 统计分析
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：R322-3
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 研究背景10
• 1.2 国内外研究现状10-13
• 1.3 目前存在的问题13-14
• 1.4 本文研究内容14-15
• 第2章 试验研究与试验结果15-28
• 2.1 试验方法的选取15-18
• 2.1.1 防腐溶液15
• 2.1.2 样本规格15-16
• 2.1.3 试验方法16-17
• 2.1.4 加载速度17-18
• 2.2 试验装置的设计18-20
• 2.3 试验样本的制备及处理20-22
• 2.3.1 猴骨试样获取与制备20-22
• 2.3.2 新鲜试样的试验前准备22
• 2.3.3 防腐处理试样的准备22
• 2.4 试验步骤22-23
• 2.5 试验内容与结果23-27
• 2.5.1 试验内容23-24
• 2.5.2 试验结果24-27
• 2.6 本章小结27-28
• 第3章 基于特定样本的试验仿真28-33
• 3.1 网格划分28-29
• 3.2 定义样本的材料属性29
• 3.3 边界条件的设置29-30
• 3.4 控制卡片设置30-32
• 3.4.1 沙漏控制30-31
• 3.4.2 接触控制31-32
• 3.5 本章小结32-33
• 第4章 材料参数反求33-46
• 4.1 动物骨骼材料参数反求的数学模型33-34
• 4.2 材料参数反求的常用方法34-35
• 4.3 骨骼材料参数反求方法35-39
• 4.3.1 选取响应观测样本点35-36
• 4.3.2 寻优方法36-37
• 4.3.3 基于FEM-SRSM的材料参数反求策略37-39
• 4.4 特定样本的材料参数反求39-43
• 4.5 材料参数反求的结果43-45
• 4.6 本章小结45-46
• 第5章 皮质骨材料参数的统计分析46-53
• 5.1 SPSS软件的简介46-47
• 5.2 统计模型的构建47-49
• 5.3 统计分析结果49-52
• 5.4 本章小结52-53
• 总结与展望53-55
• 参考文献55-58
• 致谢58

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 郭勤涛;张令弥;费庆国;;用于确定性计算仿真的响应面法及其试验设计研究[J];航空学报;2006年01期

2 阮世捷;胡习之;曲杰;;汽车安全与人体损伤生物力学的有限元模拟研究[J];华南理工大学学报(自然科学版);2007年06期

3 刘炳坤;冲击损伤生物力学研究进展[J];航天医学与医学工程;1999年01期

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本文编号：354844