人體脊柱支撐身體的重量并保護(hù)脊髓。在所有脊柱損傷中,頸椎損傷是最常見的。頸部損傷是各類交通事故中最常見到的損傷類型,可能危及生命,利用有限元建立生物力學(xué)模型進(jìn)行仿真研究是最經(jīng)濟(jì)、最有效的研究方法。人體頸椎一共有七塊椎骨(C1-C7),分為上頸椎(C1-C2)和下頸椎(C3-C7),是人體脊椎中結(jié)構(gòu)最復(fù)雜的部分之一。上頸椎可實(shí)現(xiàn)頭部的屈伸和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),其中頭的前屈和后伸主要由寰枕關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn),旋轉(zhuǎn)主要由寰樞關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn);下頸椎在穩(wěn)定頭部姿態(tài)中起重要的作用,可防止頸椎運(yùn)動(dòng)角度過大而導(dǎo)致的肌肉拉傷等。有限元頸部模型可以更有效地評(píng)估椎骨、韌帶和其他軟組織的復(fù)雜變形中的應(yīng)力和應(yīng)變,已被廣泛用頸部損傷機(jī)理的研究中。然而,現(xiàn)有的頸部模型存在對(duì)關(guān)節(jié)的建模考慮的較少,尤其是寰枕關(guān)節(jié)和寰樞關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)角度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果偏差較大的問題。本文針對(duì)現(xiàn)有研究的不足,開展頸部有限元建模、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度驗(yàn)證以及韌帶材料參數(shù)優(yōu)化的研究,具體工作如下:(1)頸部有限元精細(xì)建模�；谥袊�(guó)第50百分位男性志愿者的CT掃描數(shù)據(jù)以及相關(guān)的醫(yī)學(xué)文獻(xiàn),建立人體頸部頸椎幾何模型,將椎骨的關(guān)節(jié)面等重要幾何特征表現(xiàn)出來。對(duì)模型進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分,建立包括精...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 頸部損傷研究進(jìn)展
        1.2.1 頸部實(shí)驗(yàn)研究
        1.2.2 國(guó)內(nèi)外頸部有限元模型的研究進(jìn)展
    1.3 韌帶特性的研究進(jìn)展
    1.4 本文研究目的和內(nèi)容
第2章 頸部有限元模型的建立
    2.1 上頸椎建模
        2.1.1 寰枕關(guān)節(jié)建模
        2.1.2 寰樞關(guān)節(jié)建模
    2.2 下頸椎建模
        2.2.1 下頸椎椎骨建模
        2.2.2 下頸椎軟組織建模
    2.3 頸部肌肉有限元建模
    2.4 有限元模型材料參數(shù)
    2.5 頭頸有限元模型的建立
    2.6 小結(jié)
第3章 韌帶特性多目標(biāo)優(yōu)化研究與關(guān)節(jié)角度驗(yàn)證
    3.1 模型運(yùn)動(dòng)角度與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比分析
    3.2 參數(shù)優(yōu)化方法簡(jiǎn)介
        3.2.1 參數(shù)優(yōu)化問題求解思路簡(jiǎn)介
        3.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法簡(jiǎn)介
        3.2.3 近似模型簡(jiǎn)介
        3.2.4 尋優(yōu)算法簡(jiǎn)介
    3.3 韌帶松弛度簡(jiǎn)介與優(yōu)化
        3.3.1 韌帶松弛度簡(jiǎn)介
        3.3.2 韌帶松弛度參數(shù)優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型建立
        3.3.3 近似模型的建立
        3.3.4 韌帶松弛度多目標(biāo)求解
        3.3.5 韌帶特性曲線的確定
    3.4 優(yōu)化效果驗(yàn)證
        3.4.1 基于Panjabi實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證
        3.4.2 基于Nightingale實(shí)驗(yàn)結(jié)果的驗(yàn)證
    3.5 小結(jié)
第4章 頭頸有限元模型的驗(yàn)證
    4.1 基于Nightingale跌落實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證
        4.1.1 模型的建立
        4.1.2 仿真邊界條件的設(shè)定
        4.1.3 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析
    4.2 基于志愿者臺(tái)車實(shí)驗(yàn)的前碰撞仿真驗(yàn)證
        4.2.1 模型的建立
        4.2.2 仿真邊界條件的設(shè)定
        4.2.3 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析
    4.3 基于志愿者臺(tái)車實(shí)驗(yàn)的后碰撞仿真驗(yàn)證
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 仿真邊界條件的設(shè)定
        4.3.3 仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比分析
    4.4 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文主要工作及結(jié)論
    5.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介及科研成果
致謝



本文編號(hào)：3853681