全腰椎三维有限元模型的建立及其有效性验证

发布时间：2017-09-15 23:00

  本文关键词：全腰椎三维有限元模型的建立及其有效性验证

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【摘要】：目的建立全腰椎及骶椎的有限元模型,为分析L4～5之间纤维环易破裂的病理提供可靠的模型。方法利用健康成人椎骨的CT影像,采用Mimics医学图像处理软件和Geomagic逆向工程软件建立L1～S1椎骨和椎间盘三维模型,再导入有限元软件Hypermesh中划分网格,并附加腰椎相关韧带,赋予材料属性,建立边界条件,构建腰椎加骶椎有限元模型;模拟腰椎受轴向压力、前弯、侧弯和后伸4种载荷下的生物力学反应。结果模型在受到10 N.m载荷作用分别发生前屈、侧弯和后伸运动下的整体刚度分别为0.61、0.7和0.75 N.m/(°),与实验结果较为吻合;轴向施加力和弯矩时L4～5之间的纤维环应变较大;纤维环在各种载荷下均出现较明显的应力集中。结论 L4～5之间纤维环局部应力集中和应变较大是导致其易破裂的原因之一;所建立的L1～S1椎体三维有限元模型符合脊柱生物力学特性,可用于脊柱生物力学的进一步研究。
【作者单位】： 上海交通大学材料学院;第三军医大学西南医院儿科;
【关键词】： 腰椎 力学特性 有限元分析 载荷 生物力学
【基金】：国家自然科学基金资助项目(50975236,11172171) 重庆市科技攻关项目(CSTC2012gg-yyjs10011)
【分类号】：R318.01
【正文快照】： 腰椎作为连系躯干和盆骨的中间结构,其在负荷体量、产生生理弯曲、连接韧带和肌肉方面起着举足轻重的作用[1]。由于腰椎载荷较大,活动性较大,导致其易产生多种疾病,临床资料显示脊椎疾病也多见于该处。脊柱的结构为适应其功能,既具有较强的刚度又有一定的柔韧性,故其外形复杂

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本文编号：859389