当前位置:主页 > 医学论文 > 生物医学论文 >

骑行时不同屈曲角度膝关节软骨受力分析

发布时间:2018-02-14 09:21

  本文关键词: 膝关节 软骨 骑行 有限元模型 屈曲 出处:《中国生物医学工程学报》2016年01期  论文类型:期刊论文


【摘要】:在对骑行人车系统动力学研究的基础上,分析在骑行周期内膝关节软骨的受力状态,以期获得关节软骨受力的规律,增加对骑行时膝关节生物力学特性的理解。基于有限元分析法,建立包括股骨、胫骨、腓骨、髌骨、关节软骨、半月板及韧带组织的人体全膝关节有限元模型。将骨组织刚体化,并对其施加屈曲位移边界条件,包括胫骨相对股骨的内旋、内收、前移和外移以及髌骨相对股骨的屈曲、内旋、内倾以及外移。通过显式动力学分析计算,获得膝关节屈曲60°、80°和100°相位,同时得到骑行状态上述屈曲位处膝关节软骨的应力分布。结果通过有限元分析,获得骑行姿态下膝关节相关相位的力学分布规律。结果表明,相同载荷下,最大von-Mises应力出现在屈曲100°位置,股骨软骨应力增幅达71.25%,髌骨软骨增大29.36%;随着骑行屈曲角度的增加,胫股关节高应力区逐渐向膝关节后部转移,髌股关节软骨受力逐渐上移。骑行时高应力发生在膝关节屈曲角度较大位置,胫骨平台软骨后侧、髌骨软骨上侧承受更大应力。
[Abstract]:Based on the study of the dynamics of the cyclists, the stress state of the articular cartilage during the cycle of riding is analyzed in order to obtain the law of the stress of the articular cartilage. To increase the understanding of biomechanical properties of knee joint during riding. Based on finite element analysis, we established a method that includes femur, tibia, fibula, patella, articular cartilage. Finite element model of human total knee joint with meniscus and ligament tissue. The bone tissue was rigidified and subjected to flexion displacement boundary conditions, including internal rotation, adduction, forward and outward displacement of the tibia relative to the femur, and flexion of the patella relative to the femur. Internal rotation, inclinations and outward movement. By explicit dynamic analysis, the phase of knee joint flexion of 60 掳, 80 掳and 100 掳was obtained, and the stress distribution of knee joint cartilage in the above flexion position was obtained by finite element analysis. The results showed that under the same load, the maximum von-Mises stress appeared in the flexion position of 100 掳, the stress of femoral cartilage increased to 71.25 and the patellar cartilage increased 29.36%, and with the increase of the angle of riding, the maximum von-Mises stress appeared in the position of 100 掳flexion. The high stress area of tibiofemoral joint gradually transferred to the posterior part of the knee joint and the stress of patellofemoral articular cartilage gradually moved upward. The high stress occurred in the greater flexion angle of knee joint during riding, and the posterior side of tibial plateau cartilage and the upper side of patellar cartilage were subjected to greater stress.
【作者单位】: 天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室天津理工大学机械工程学院;军事医学科学院卫生装备研究所;
【基金】:国家自然科学基金重点项目(11432016);国家自然科学基金(11172208;11402171)
【分类号】:R318.01

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 吴力源,陈宏伟,夏晓,陈静雯,胡钢峰,李桂英;质子抑脂成像在膝关节软骨病变的价值[J];实用医技杂志;2004年13期

2 李林峰;唐国杰;;浅谈膝关节软骨损伤与体育康复[J];南宁师范高等专科学校学报;2006年03期

3 常祺;黄昌林;李芳芳;;膝关节软骨过劳性损伤与军事训练方法的相关性研究[J];人民军医;2008年02期

4 陆勇;丁晓毅;宋卫峰;何川;杜宁;杜联军;刘建军;杨庆铭;陈克敏;;汉族成人膝关节软骨厚度变化规律的研究[J];生物医学工程与临床;2007年05期

5 李润根;郑鑫;赵飞;;低场MRI分级诊断膝关节软骨损伤[J];中国介入影像与治疗学;2014年03期

6 宇丽,孙杰,吕俊华,颜炜群,杨同书,侯立中,刘一;组织工程软骨修复兔膝关节软骨大面积深层缺损的实验研究[J];中国地方病防治杂志;2001年03期

7 赵鑫福;何大地;;中场磁共振膝关节软骨成像[J];中国厂矿医学;2007年04期

8 王东明,卫小春;膝关节软骨钝性损伤的研究进展[J];中国矫形外科杂志;2005年16期

9 尹丽萍;杜明珊;侯文静;刘杰;陈康;陈永林;郭林;陈伟;;低场强磁共振在膝关节软骨损伤的诊断价值[J];局解手术学杂志;2013年05期

10 王旭华;王德杭;;正常青少年膝关节软骨的低场MRI表现[J];医学影像学杂志;2006年06期

相关会议论文 前10条

1 丁晓毅;陆勇;杜联军;江浩;陈克敏;;正常中国人膝关节软骨厚度变化趋势的临床相关性研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年

2 陆勇;丁晓毅;陈克敏;杜联军;;磁共振膝关节软骨形态表现的组织学相关性研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(上册)[C];2006年

3 王绍武;梁琦玲;;膝关节软骨MR T2-mapping技术的应用研究[A];中华医学会第16次全国放射学学术大会论文汇编[C];2009年

4 赵莲;李凤华;王燕;杜晶;;类风湿性关节炎患者膝关节软骨病变的超声研究[A];第二届长三角超声医学论坛暨2009年浙江省超声医学学术年会论文汇编[C];2009年

5 代岭辉;杜宁;熊炎昊;高峰;胡炯;;手法促进兔膝关节软骨缺损修复的实验研究[A];第十六届全国中西医结合骨伤科学术研讨会暨中西医结合手法治疗骨伤科疾病新进展学习班论文汇编[C];2008年

6 任杰;郑荣琴;黄冬梅;袁晓峰;蔡道章;;超声诊断膝关节软骨退行性变的影响因素分析[A];第一届全国肌肉骨骼系统超声学术交流会论文汇编[C];2007年

7 代向党;;急性膝关节软骨创伤的MRI评估[A];中华医学会第十八次全国放射学学术会议论文汇编[C];2011年

8 张礼荣;王德杭;王冬青;马聪;;3.0TMRI上各向同性矢状位MEDIC序列定量测量猪膝关节软骨体积可重复性及准确性的研究[A];中华医学会第16次全国放射学学术大会论文汇编[C];2009年

9 张军;;3.0T磁共振SPIR序列对膝关节软骨损伤及关节积液的评价[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(上册)[C];2006年

10 缪飞;丁晓毅;陈克敏;陆勇;;磁共振膝关节软骨分层表现的组织学对照研究[A];中华医学会第十三届全国放射学大会论文汇编(下册)[C];2006年

相关博士学位论文 前1条

1 李青;膝关节股骨髁软骨缺损的临床和三维有限元仿真研究[D];昆明医科大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 梁绮玲;膝关节软骨MR T_2-mapping技术的初步应用研究[D];大连医科大学;2009年

2 郝永壮;成年兔膝关节软骨细胞及软骨单位基因表达水平的研究[D];山西医科大学;2012年

3 周月珠;不同载荷对大鼠膝关节软骨的影响及相关机制[D];福建医科大学;2012年

4 马睿;兔胫骨延长对膝关节软骨超微结构的影响[D];天津医科大学;2012年

5 张阳;平板、上下20°坡运动对大鼠膝关节软骨的影响[D];山西医科大学;2013年

6 吕雪莹;猪膝关节软骨的动态力学性能测试[D];浙江大学;2014年

7 任进军;膝关节软骨下局灶性病变的相关性研究[D];河北医科大学;2007年

8 孙振伟;兔膝关节软骨单位体外酶解法消化、分离的实验研究[D];山西医科大学;2010年

9 詹荔琼;跑台运动对大鼠膝关节软骨影响的实验研究[D];福建医科大学;2011年

10 訾璐;载荷对家兔膝关节软骨应力变化的生物学反应研究[D];湖北中医药大学;2011年



本文编号:1510374

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/swyx/1510374.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户fe1f3***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com