有限元分析评估尾部悬吊大鼠股骨力学性能的研究

发布时间：2018-09-03 18:30

【摘要】：研究三维有限元分析对于尾部悬吊大鼠骨骼力学性能的评估能力。基于10根尾部悬吊大鼠股骨的CT图象序列,三维重建股骨的几何模型并转换为有限元网格,根据CT值与骨骼材料特性关系设置各向同性和正交各向异性材料特性,施加三点弯曲实验的边界条件进行有限元分析,用最大等效Von Mises应力和总体应变能的结果与骨密度进行回归分析。结果表明,正交各向异性模型与骨密度在最大等效Von Mises应力(R=0.907,P0.001)和总体应变能(R=0.827,P0.01)两种情况下均具有良好线性关系。因此,基于CT数据的三维有限元分析可以精确描述骨骼的力学性能,能够用于评估大鼠尾部悬吊实验结果。
[Abstract]:To study the ability of three-dimensional finite element analysis to evaluate the mechanical properties of tail suspension rats. Based on the CT image sequence of the femur of 10 tail suspended rats, the geometric model of the femur was reconstructed and converted into finite element mesh. The isotropic and orthotropic material properties were set up according to the relationship between the CT value and the characteristics of the bone material. The boundary condition of three-point bending experiment was applied to finite element analysis, and the results of maximum equivalent Von Mises stress and total strain energy were used to analyze the bone mineral density (BMD). The results show that there is a good linear relationship between the orthotropic model and BMD under the maximum equivalent Von Mises stress (R _ (0.907) P _ (0.001) and the total strain energy (R _ (0. 827) P _ (0.01). Therefore, the three-dimensional finite element analysis based on CT data can accurately describe the mechanical properties of the bone and can be used to evaluate the experimental results of tail suspension in rats.
【作者单位】： 清华大学生物医学工程系 清华大学生物医学工程系 清华大学生物医学工程系 航天医学工程研究所 航天医学工程研究所 清华大学生物医学工程系
【基金】：国家自然科学基金资助项目(60571013) 博士点基金资助项目(20050003090) 裕元基金资助项目。
【分类号】：R318.01;R85

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本文编号：2220809