減小皮膚/假肢摩擦過程中損傷能量的研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-12 00:14
殘肢患者穿戴假肢時(shí),皮膚/假肢接觸界面存在摩擦力和預(yù)緊力。摩擦力過小,預(yù)緊效果差,接受腔容易產(chǎn)生松動(dòng)甚至滑脫,皮膚/假肢接觸界面產(chǎn)生的滑移運(yùn)動(dòng)會對皮膚造成嚴(yán)重的損傷。摩擦力過大,預(yù)緊力增大,對患者殘肢皮膚的皮下組織及血液循環(huán)造成阻礙,殘肢皮膚會出現(xiàn)血液循環(huán)不暢,皮膚腫脹甚至壞死,進(jìn)而對患者殘肢造成二次傷害。目前,研究人員無法對皮膚/假肢接觸界面的摩擦力和預(yù)緊力進(jìn)行定量分析,大部分只是憑借經(jīng)驗(yàn),缺乏科學(xué)依據(jù),并且反復(fù)穿戴會給患者帶來很大痛苦。缺少為殘肢患者制定科學(xué)康復(fù)計(jì)劃的重要理論依據(jù)和方法。本文對殘肢患者正常行走時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?zāi)M,利用拉伸力學(xué)試驗(yàn)機(jī)以及UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),并結(jié)合自主研發(fā)的多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng),對不同預(yù)緊力作用下假肢材料的摩擦行為進(jìn)行了試驗(yàn)研究,揭示了皮膚/假肢接受腔接觸界面的能量損耗變化規(guī)律以及摩擦系數(shù)的變化規(guī)律。并對不同假肢內(nèi)襯材料作用后的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比分析,提出殘肢患者適合穿戴假肢的摩擦力力值范圍以及接受腔的表面結(jié)構(gòu)。得到的主要結(jié)論如下:1.皮膚/假肢接受腔接觸界面往復(fù)摩擦運(yùn)動(dòng)中,摩擦系數(shù)隨著摩擦力的增大而增大;摩擦力介于15 N-20 N...
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.1.1 皮膚/假肢摩擦行為研究的背景
1.1.2 皮膚/假肢摩擦行為研究的目的及意義
1.2 皮膚/假肢摩擦行為的研究現(xiàn)狀
1.2.1 皮膚摩擦學(xué)相關(guān)理論
1.2.2 皮膚/假肢接觸界面研究
1.2.3 實(shí)驗(yàn)測量的研究
1.3 皮膚/假肢摩擦行為研究存在的問題和不足
1.4 選題意義及內(nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法介紹
2.1 試驗(yàn)設(shè)備
2.1.1 拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.2 UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)
2.1.3 試驗(yàn)參數(shù)
2.2 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)
2.2.1 背景技術(shù)
2.2.2 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)的內(nèi)容
2.2.3 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)具體功能介紹
2.2.4 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)的工作原理和過程
2.3 試驗(yàn)材料
2.3.1 志愿者的選擇
2.3.2 試驗(yàn)材料表面特征
2.3.3 接受腔材料的表面結(jié)構(gòu)及粗糙度
2.3.4 實(shí)驗(yàn)材料親水性比較
2.4 試驗(yàn)分析方法
2.4.1 計(jì)算模型的建立
2.4.2 定積分求能量損耗的方法
2.5 本章小結(jié)
第3章 殘肢皮膚/接受腔-硅膠材料的摩擦特性研究
3.1 試驗(yàn)簡介
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.2.1 摩擦過程中的摩擦力的變化曲線
3.2.2 預(yù)緊力變化曲線
3.2.3 曲線尖端
3.2.4 實(shí)驗(yàn)前后皮膚溫度變化結(jié)果
3.2.5 實(shí)驗(yàn)前后皮膚粗糙度變化
3.2.6 摩擦行為作用下摩擦損耗
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析
3.3.1 摩擦力的變化曲線
3.3.2 預(yù)緊力變化曲線
3.3.3 曲線尖端分析
3.3.4 皮膚溫度分析
3.3.5 摩擦過程中能量損耗的分析
3.3.6 摩擦過程中粗糙度結(jié)果對比分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 人體皮膚與硅膠材料摩擦特性研究
4.1 試驗(yàn)簡介
4.2 摩擦過程中摩擦力-位移曲線變化
4.3 摩擦過程中摩擦系數(shù)變化分析
4.4 摩擦過程中能量損耗分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同性別人體皮膚摩擦不舒適度感知功能的研究[J]. 李煒,蔣玉石,龐強(qiáng),翟正繪,周仲榮. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[2]小腿假肢接受腔計(jì)算機(jī)三維模型的構(gòu)建[J]. 張紹嵐,李古強(qiáng),邵長慶. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(48)
[3]生物力學(xué)用于假肢性能評價(jià)的研究進(jìn)展[J]. 賴卿,曹學(xué)軍. 中國康復(fù)理論與實(shí)踐. 2010(01)
[4]天然與人工關(guān)節(jié)中的摩擦學(xué)問題[J]. 王成燾. 醫(yī)用生物力學(xué). 2009(05)
[5]硅膠內(nèi)襯套假肢對殘肢功能及瘢痕的影響[J]. 顏功興,劉占芳,張小娟,張川. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志. 2009 (08)
[6]溫度和濕度對人體皮膚摩擦特性的影響[J]. 唐瑋,葛世榮,朱華,馮濤. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2009(03)
[7]四種常用假肢材料與人體皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J]. 孔梅,李煒,李海麗,劉夕東,周仲榮. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2008(05)
[8]假肢接受腔界面應(yīng)力的有限元分析[J]. 曾育山. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2008(35)
[9]一種加工假肢接受腔陽模刀位點(diǎn)算法的實(shí)現(xiàn)[J]. 郭宏,李曉豁. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[10]人體生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛世榮,王成燾. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]皮膚的往復(fù)滑動(dòng)摩擦特性研究[D]. 李煒.西南交通大學(xué) 2007
[2]下肢假肢接受腔生物力學(xué)評價(jià)及CAE技術(shù)研究[D]. 蒲放.四川大學(xué) 2002
碩士論文
[1]人體皮膚摩擦感知及其量化評定研究[D]. 龐強(qiáng).西南交通大學(xué) 2013
[2]界面壓力可控式假肢接受腔設(shè)計(jì)[D]. 甘云.上海交通大學(xué) 2013
[3]去角質(zhì)洗面奶對皮膚摩擦性能的影響研究[D]. 翟正繪.西南交通大學(xué) 2012
[4]人體皮膚與常用假肢材料摩擦學(xué)性能的研究[D]. 孔梅.西南交通大學(xué) 2007
[5]植入性大腿假肢經(jīng)皮器件的有限元分析及初步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[D]. 鄭立.四川大學(xué) 2004
[6]假肢接受腔的受力分析和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[D]. 宋雪玲.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號:3431515
【文章來源】:西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】:63 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第1章 緒論
1.1 引言
1.1.1 皮膚/假肢摩擦行為研究的背景
1.1.2 皮膚/假肢摩擦行為研究的目的及意義
1.2 皮膚/假肢摩擦行為的研究現(xiàn)狀
1.2.1 皮膚摩擦學(xué)相關(guān)理論
1.2.2 皮膚/假肢接觸界面研究
1.2.3 實(shí)驗(yàn)測量的研究
1.3 皮膚/假肢摩擦行為研究存在的問題和不足
1.4 選題意義及內(nèi)容
1.4.1 選題意義
1.4.2 研究內(nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)設(shè)備及方法介紹
2.1 試驗(yàn)設(shè)備
2.1.1 拉伸壓縮實(shí)驗(yàn)設(shè)備
2.1.2 UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)
2.1.3 試驗(yàn)參數(shù)
2.2 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)
2.2.1 背景技術(shù)
2.2.2 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)的內(nèi)容
2.2.3 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)具體功能介紹
2.2.4 多功能數(shù)據(jù)采集分析測試系統(tǒng)的工作原理和過程
2.3 試驗(yàn)材料
2.3.1 志愿者的選擇
2.3.2 試驗(yàn)材料表面特征
2.3.3 接受腔材料的表面結(jié)構(gòu)及粗糙度
2.3.4 實(shí)驗(yàn)材料親水性比較
2.4 試驗(yàn)分析方法
2.4.1 計(jì)算模型的建立
2.4.2 定積分求能量損耗的方法
2.5 本章小結(jié)
第3章 殘肢皮膚/接受腔-硅膠材料的摩擦特性研究
3.1 試驗(yàn)簡介
3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3.2.1 摩擦過程中的摩擦力的變化曲線
3.2.2 預(yù)緊力變化曲線
3.2.3 曲線尖端
3.2.4 實(shí)驗(yàn)前后皮膚溫度變化結(jié)果
3.2.5 實(shí)驗(yàn)前后皮膚粗糙度變化
3.2.6 摩擦行為作用下摩擦損耗
3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析
3.3.1 摩擦力的變化曲線
3.3.2 預(yù)緊力變化曲線
3.3.3 曲線尖端分析
3.3.4 皮膚溫度分析
3.3.5 摩擦過程中能量損耗的分析
3.3.6 摩擦過程中粗糙度結(jié)果對比分析
3.4 本章小結(jié)
第4章 人體皮膚與硅膠材料摩擦特性研究
4.1 試驗(yàn)簡介
4.2 摩擦過程中摩擦力-位移曲線變化
4.3 摩擦過程中摩擦系數(shù)變化分析
4.4 摩擦過程中能量損耗分析
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與項(xiàng)目
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]不同性別人體皮膚摩擦不舒適度感知功能的研究[J]. 李煒,蔣玉石,龐強(qiáng),翟正繪,周仲榮. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(03)
[2]小腿假肢接受腔計(jì)算機(jī)三維模型的構(gòu)建[J]. 張紹嵐,李古強(qiáng),邵長慶. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2010(48)
[3]生物力學(xué)用于假肢性能評價(jià)的研究進(jìn)展[J]. 賴卿,曹學(xué)軍. 中國康復(fù)理論與實(shí)踐. 2010(01)
[4]天然與人工關(guān)節(jié)中的摩擦學(xué)問題[J]. 王成燾. 醫(yī)用生物力學(xué). 2009(05)
[5]硅膠內(nèi)襯套假肢對殘肢功能及瘢痕的影響[J]. 顏功興,劉占芳,張小娟,張川. 中華物理醫(yī)學(xué)與康復(fù)雜志. 2009 (08)
[6]溫度和濕度對人體皮膚摩擦特性的影響[J]. 唐瑋,葛世榮,朱華,馮濤. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2009(03)
[7]四種常用假肢材料與人體皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J]. 孔梅,李煒,李海麗,劉夕東,周仲榮. 生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志. 2008(05)
[8]假肢接受腔界面應(yīng)力的有限元分析[J]. 曾育山. 中國組織工程研究與臨床康復(fù). 2008(35)
[9]一種加工假肢接受腔陽模刀位點(diǎn)算法的實(shí)現(xiàn)[J]. 郭宏,李曉豁. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(S1)
[10]人體生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J]. 葛世榮,王成燾. 摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2005(02)
博士論文
[1]皮膚的往復(fù)滑動(dòng)摩擦特性研究[D]. 李煒.西南交通大學(xué) 2007
[2]下肢假肢接受腔生物力學(xué)評價(jià)及CAE技術(shù)研究[D]. 蒲放.四川大學(xué) 2002
碩士論文
[1]人體皮膚摩擦感知及其量化評定研究[D]. 龐強(qiáng).西南交通大學(xué) 2013
[2]界面壓力可控式假肢接受腔設(shè)計(jì)[D]. 甘云.上海交通大學(xué) 2013
[3]去角質(zhì)洗面奶對皮膚摩擦性能的影響研究[D]. 翟正繪.西南交通大學(xué) 2012
[4]人體皮膚與常用假肢材料摩擦學(xué)性能的研究[D]. 孔梅.西南交通大學(xué) 2007
[5]植入性大腿假肢經(jīng)皮器件的有限元分析及初步動(dòng)物實(shí)驗(yàn)[D]. 鄭立.四川大學(xué) 2004
[6]假肢接受腔的受力分析和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)[D]. 宋雪玲.河北工業(yè)大學(xué) 2002
本文編號:3431515
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