髋关节表面接触应力数学模型的建立及验证
本文关键词:髋关节表面接触应力数学模型的建立及验证
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【摘要】:基于体外实验的不可行性和有限元方法实现的复杂性,提出利用数学模型揭示髋关节表面接触应力与几何参数之间的关系进而模拟三维静态髋关节表面生物力学特性,并以此来研究人体髋关节表面的承载区域、应力分布以及接触应力峰值等属性。同时,利用有限元方法建立单足静立髋关节模型并进行模型分析,通过仿真结果与数学模型计算结果的对比,从髋关节表面接触应力分布和接触应力峰值2个方面对所建立的数学模型进行评价,验证数学模型的精确性和普适性。最后,利用髋关节表面接触应力数学模型对影响人体髋关节应力分布关键因素的量化分析,给出导致股骨头产生病变的病理因素。研究结果表明:在人体正常活动范围内,仿真结果与数学模型计算结果趋势与数值吻合度满足要求。
【作者单位】: 哈尔滨理工大学机器人研究所;
【关键词】: 髋关节 接触应力 数学模型 模型验证 有限元法
【基金】:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET-13-0756) 国家自然科学基金(61272387) 黑龙江省杰出青年基金(JC201302)~~
【分类号】:R684;R318.01
【正文快照】: 髋关节是人体最大的负重关节,属于球窝结构,起着传导重力的作用。在人体众多活动关节中,髋关节是最稳定的关节,这使得人类能够完成较大范围的动作。我们也发现,髋关节是临床上最常见的多发病变关节,以髋关节发育不良而引起的关节炎为例,如果病理改变不能及时纠正,就会使髋臼脱
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