基于骨肌多体动力学前臂旋前旋后的有限元分析

发布时间：2021-07-15 12:56

　　目的探讨前臂旋前旋后运动的肌力变化以及肱骨应力、位移的生物力学特性。方法根据Dicom数据在MIMICS中重建三维肱骨并在Hypermesh中划分网格和材料赋值。采用志愿者的身高、体重数据在AnyBody骨骼肌肉系统中建立个性化上肢的骨骼肌肉模型,模拟前臂旋前旋后运动,导出旋前旋后运动过程中的肌力等边界条件,将此数据作为肱骨有限元分析的边界条件。最后在Abauqus中行肱骨应力、位移大小的分析。结果前臂0°～90°旋前运动时主要是旋前圆肌、旋前方肌发挥作用,旋前圆肌约90°时肌肉力最大,旋前方肌约40°时肌肉力最大。当前臂0°～90°旋后运动时主要是旋后肌、肱二头肌发挥作用,二者肌肉力在旋后约90°时最大。旋前运动约90°时肱骨受到的应力、位移最大,而旋后运动约10°时肱骨受到的应力、位移最大。应力大致在肱骨中下1/3处集中,而位移集中在肱骨的中部及远端,且以肱骨远端最为明显。结论利用AnyBody骨骼肌肉系统成功模拟了前臂旋前旋后运动并与有限元分析联动,在肌力加载下分析肱骨应力、位移。肱骨中下段是骨折的好发部位。 

【文章来源】：中华关节外科杂志(电子版). 2020,14(02)CSCD

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

图４前臂簾＋衰运动肌力圈??大小如表３?６前臂从肘关节屈曲９０４＇中立位开始向??°?￣

０５??．＋１．１３７ｅ＋０５??＋５．７１２ｅ＋０４??＋５．６２１ｅ＋０２??ｍ??Ｓ，?Ｍｉｓｅｓ??（Ａｖｇ：?７５％）??＋８．６７６６＋０５??＋７．９５４ｅ＋０５??＋７．２３２ｅ＋０５??＋６．５１０ｅ＋０５??＋５．７８７ｅ＋０５??＋５．０６５ｅ＋０５??＋４．３４３ｅ＋０５??＋３．６２１ｅ＋０５??＋２．８９９ｅ＋０５??＋２．１７６６?＋?０５??Ｈ—?＋１．４５４ｅ＋０５??＋?７．３１９６＋０４??＋９，７０３ｅ＋０２??图５前臂旋前旋房？动时肱骨寶到的最大耽骨ｇ．力云爾??（云图靈色越雜廉儀逾力．越太，颜色蒞围：＿明愈力秦：中之??．蘇）。國Ａ?靈寶癲敢运动：肱骨＿馨太厲力：分布；國Ｋ为■翁，??臂旋后运动胲骨的最太应力分布??二＂＇位移．．??前臂从０°?￣９＿０＿§＿旋前运动时賊骨受到：的■太位：??．移隨着龜眞的増加变太，．在前—簾雷剗９０。时腺骨??受到的位移最大；而前臂旋后运动时肢骨受到的最??大位移Ｍ渐减小在前臂旋后到９０°时最孝１０°时??夜參嶽：太、二＃位移的＿幅靈变化不大，隹旋前运动比??旋后运动时肱骨受到的位移大（，表３）。前臂旋前旋??后０。￣９〇。运动过程中肱骨的位移分布大致相同，??都出现在肱骨的中部及远端，且脓骨远端最为明显，??但旋前运动时以胲骨远端中内侧为主，而旋烏运动??时以肱骨远端中外侧为主ｔ其綦大位移云图见图６。??Ｕ，?Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ??＋２．０３７ｅ－０５??＋１．８７４ｅ－０５??＋１．７１１ｅ－０５??＋?１．５４８ｅ－０５??＋１．３８５ｅ－０５??＋?１．２２３ｅ－０５??＋１．０６０

图６儀臂旋前耀ａ肇动时膨錄愛到＿鐵太位藤云圏（云圏??颜ｆｅ越鬚显示＿＃越先懿色菹＃翁明像魯象中之处）》■??＿

【参考文献】：
期刊论文
[1]冲击载荷作用下运动员下肢动态响应的逆向动力学仿真[J]. 刘述芝,胡志刚,张健.  医用生物力学. 2015(01)
[2]基于AnyBody的髋关节康复训练肌肉力的分析[J]. 单丽君,胡忠安.  大连交通大学学报. 2014(01)

硕士论文
[1]基于AnyBody的汽车驾驶员坐姿力学特性建模及坐姿支撑设计[D]. 吕国敏.山东大学 2016



本文编号：3285749