本文關(guān)鍵詞：硅膠內(nèi)襯套材料與小腿皮膚界面摩擦特性研究

  更多相關(guān)文章： 硅膠材料 表面結(jié)構(gòu) 小腿皮膚 摩擦行為 能量損耗

【摘要】：殘疾人在穿戴假肢運(yùn)動過程中在接受腔與殘肢皮膚之間會形成臨界接觸面,在此臨界面上,運(yùn)動壓力與相應(yīng)的摩擦力將對殘肢皮膚表面、皮下組織、血管以及血液的正常流動等產(chǎn)生重要影響。臨床上由于假肢設(shè)計或選材不合理導(dǎo)致殘肢與腔體過度摩擦?xí)䦟ζつw造成很大傷害,給患者帶來巨大痛苦,因此,研究假肢材料與殘肢觸界面的摩擦學(xué)行為對于假肢材料的優(yōu)化設(shè)計和提高殘疾人的生活質(zhì)量具有重要的理論和現(xiàn)實意義。 本文借助UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗機(jī),采取往復(fù)摩擦的球/面接觸模式,模擬了假肢接受腔/硅膠內(nèi)襯套、硅膠內(nèi)襯套/殘肢皮膚兩種接觸界面；基于定積分求不規(guī)則圖形面積的理論對摩擦前后能量的損耗進(jìn)行了計算；使用OLS1100型三維激光共焦掃描顯微鏡、HY0580電腦式萬能材料試驗機(jī)、DSA100型視頻接觸角測量儀以及數(shù)碼照相機(jī)等對皮膚及假肢材料表面特征進(jìn)行觀察和分析；從摩擦學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉的角度研究了殘肢皮膚/硅膠材料和硅膠材料/接受腔材料兩個相鄰界面上的摩擦學(xué)行為。 主要結(jié)論如下： 1.硅膠材料/皮膚界面、接收腔/硅膠材料接觸界面在往復(fù)摩擦模式初期均會產(chǎn)生滑動,其摩擦系數(shù)較大；隨著界面間產(chǎn)生粘著,摩擦系數(shù)減小,并逐漸趨于穩(wěn)態(tài)。 2.硅膠材料反面上的粗大微凸體,增加了材料與皮膚的粘結(jié)性,使皮膚處于粘著摩擦機(jī)制,摩擦系數(shù)較低,摩擦能耗較少；正面上的針織結(jié)構(gòu)不但增加了往復(fù)摩擦過程中硅膠與接受腔之間的相對滑動量、摩擦系數(shù)及摩擦能耗,而且減少了其反面與皮膚往復(fù)摩擦過程中皮膚協(xié)調(diào)位移時的變形,從而降低了材料與皮膚之間的摩擦系數(shù)和能量損耗。 3.硅膠材料在不同載荷下的壓縮試驗表明,不同硅膠材料均在載荷為4.5N時出現(xiàn)平臺期,此時材料出現(xiàn)蠕變特性；在載荷相同的情況下1號和4號材料的形變比2號和3號材料小,說明材料表面的各種結(jié)構(gòu)對緩解皮膚的壓力有一定作用。 4.選用與皮膚接觸反面上具有粗大微凸體,與接收腔接觸正面上具有針織結(jié)構(gòu)的硅膠材料,有利于減小材料與皮膚的摩擦能耗,減少皮膚發(fā)熱和變形,降低皮膚的摩擦損傷風(fēng)險。
【關(guān)鍵詞】：硅膠材料 表面結(jié)構(gòu) 小腿皮膚 摩擦行為 能量損耗
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R318.17;TH117
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 皮膚摩擦、矯形器械及假肢的研究12-15
• 1.1.1 皮膚摩擦的研究內(nèi)容12-13
• 1.1.2 假肢矯形器械及假肢的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 假肢接受腔及內(nèi)襯套材料15-17
• 1.2.1 假肢接受腔材料15-16
• 1.2.2 硅膠內(nèi)襯套材料16-17
• 1.3 定積分求不規(guī)則圖形面積的方法17-18
• 1.4 選題意義及內(nèi)容18-20
• 1.4.1 選題意義18
• 1.4.2 研究內(nèi)容18-20
• 第2章 試驗概述20-24
• 2.1 試驗設(shè)備20-21
• 2.1.1 UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗機(jī)20
• 2.1.2 拉伸壓縮試驗設(shè)備20-21
• 2.2 志愿者選擇21-22
• 2.3 試驗材料22
• 2.4 試驗參數(shù)22-23
• 2.5 試驗分析方法23-24
• 第3章 硅膠材料的物理性能研究24-33
• 3.1 材料的壓縮性能試驗及分析24-29
• 3.2 硅膠材料的表面粗糙度29-31
• 3.3 親水性比較31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 人體下肢皮膚與硅膠材料的摩擦特性研究33-44
• 4.1 試驗簡介33-34
• 4.2 結(jié)果與分析討論34-42
• 4.2.1 皮膚與硅膠材料摩擦后溫度變化分析34-36
• 4.2.2 摩擦過程中摩擦力(系數(shù))變化分析36-38
• 4.2.3 摩擦過程中能量損耗分析38-40
• 4.2.4 試驗前后皮膚粗糙度對比40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-44
• 第5章 接受腔材料與硅膠材料摩擦特性研究44-53
• 5.1 試驗簡介44-45
• 5.2 摩擦過程中摩擦系數(shù)變化分析45-48
• 5.3 摩擦過程中能量損耗分析48-50
• 5.4 摩擦前后壓痕的對比說明50-51
• 5.5 摩擦試驗討論51-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的研究項目60

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 ;The Influence of Normal Load and Sliding Speed on Frictional Properties of Skin[J];Journal of Bionic Engineering;2008年01期

2 周仲榮;關(guān)于我國生物摩擦學(xué)研究的思考[J];機(jī)械工程學(xué)報;2004年05期

3 葛世榮,王成燾;人體生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2005年02期

4 李煒;蔣玉石;龐強(qiáng);翟正繪;周仲榮;;不同性別人體皮膚摩擦不舒適度感知功能的研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報;2012年03期

5 李煒,鄭靖,屈樹新,周仲榮;關(guān)于皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J];潤滑與密封;2004年02期

6 劉展,樊瑜波,張明,蔣文濤;一體化小腿假肢的三維有限元應(yīng)力分析[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2003年04期

7 孔梅;李煒;李海麗;劉夕東;周仲榮;;四種常用假肢材料與人體皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2008年05期

8 唐瑋;葛世榮;朱華;馮濤;;溫度和濕度對人體皮膚摩擦特性的影響[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2009年03期

9 范敏;馬文石;汪國杰;;硅橡膠膜的改性與應(yīng)用研究進(jìn)展[J];特種橡膠制品;2006年01期

10 張明,麥福達(dá);假肢接受腔的計算機(jī)輔助設(shè)計和應(yīng)力分析模型[J];現(xiàn)代康復(fù);2000年02期

，

本文編號：555183