【摘要】：隨著汽車(chē)工業(yè)在中國(guó)的發(fā)展,中國(guó)車(chē)輛市場(chǎng)的汽車(chē)保有量也在逐年增加,隨之帶來(lái)的交通事故也在不斷增加。兒童作為更易在事故中受傷的群體,在碰撞中受到的傷害尤為嚴(yán)重,比起同等級(jí)其他身體部位的損傷,下肢損傷需要相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間進(jìn)行治療及恢復(fù),而且常常會(huì)造成人的終生殘疾,在交通事故引起的車(chē)輛與行人碰撞中,兒童下肢股骨頸損傷是由于事故中跌倒與地面發(fā)生二次碰撞所致。與成人股骨頸骨折不同,兒童的股骨頸骨折是由高能量創(chuàng)傷如車(chē)禍或高空墜落造成的。目前國(guó)內(nèi)尚未有權(quán)威的兒童下肢有限元模型及其仿真分析,本文建立了六歲兒童的下肢幾何模型以及針對(duì)本文研究?jī)?nèi)容所提取的包括下肢股骨及髖骨的髖關(guān)節(jié)有限元模型并進(jìn)行仿真分析。 首先基于CT數(shù)據(jù)應(yīng)用醫(yī)學(xué)影像處理軟件,運(yùn)用描邊的方式提取6歲兒童的下肢幾何輪廓,包括下肢帶骨即髖骨,自由下肢骨即股骨、髕骨、脛骨、腓骨及7塊跗骨、5塊跖骨和14塊趾骨,以及肌肉組織。導(dǎo)入逆向工程軟件Geomagic逐項(xiàng)進(jìn)行幾何模型的修補(bǔ)平順以及光滑處理,生成非有理閉樣條曲面NURBS。運(yùn)用有限元網(wǎng)格劃分軟件TrueGrid通過(guò)投影進(jìn)行下肢股骨以及髖骨的初步有限元網(wǎng)格劃分,得到符合股骨以及髖骨解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的髖關(guān)節(jié)有限元模型,運(yùn)用HyperMesh進(jìn)行網(wǎng)格質(zhì)量檢測(cè)并進(jìn)行前處理的材料屬性、載荷和約束的賦值。最后運(yùn)用LS-DYNA有限元后處理軟件進(jìn)行計(jì)算以及仿真分析。本文采用兩種實(shí)驗(yàn)加載方式：髖關(guān)節(jié)處由髖骨向股骨頭加載力模擬兒童跌倒時(shí)股骨頸受力情況；模擬現(xiàn)實(shí)中兒童跌倒獲得初速度,股骨大粗隆與地面發(fā)生二次碰撞。通過(guò)兩實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,分析了6歲兒童股骨頸的損傷,驗(yàn)證了模型的有效性。 對(duì)6歲兒童髖關(guān)節(jié)有限元模型的構(gòu)建和仿真分析,有助于了解股骨頸骨折的損傷機(jī)理,對(duì)減少、防護(hù)股骨頸損傷有著重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。同時(shí)建立了6歲兒童包括肌肉和韌帶的下肢幾何模型,為今后兒童整個(gè)下肢有限元模型的建立以及仿真分析打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R726.5;U467.14

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 鄭明;李仁斌;林焱斌;林鳳飛;;股骨頸骨折愈合后股骨頭壞死的影響因素分析[J];福建醫(yī)藥雜志;2011年05期

2 鄒冬華;李正東;黃平;劉寧國(guó);陳憶九;;股骨有限元模型的建立及損傷生物力學(xué)驗(yàn)證[J];法醫(yī)學(xué)雜志;2011年04期

3 姜海波;葛世榮;;基于CT掃描人體股骨的有限元分析[J];工程力學(xué);2007年10期

4 錢(qián)程;;兒童乘車(chē)坐椅的“內(nèi)憂外患”[J];城市與減災(zāi);2011年02期

5 李蘇皖,卜海富,何仿,錢(qián)齊榮;CT掃描資料間接法建立股骨上段三維有限元模型[J];臨床骨科雜志;2002年04期

6 賀衛(wèi)東,劉志超,莫新剛;經(jīng)皮穿刺AO空心加壓螺釘內(nèi)固定治療老年股骨頸骨折[J];實(shí)用骨科雜志;2003年06期

7 尚鵬,閆賀慶,王成燾;基于個(gè)體材料和幾何特性的人體股骨振動(dòng)模態(tài)分析[J];上海交通大學(xué)學(xué)報(bào);2003年S2期

8 汪金平,楊天府,鐘鳳林,殷光義,蘭玉平,楊小奇;股骨生物力學(xué)特性的有限元分析[J];中華創(chuàng)傷骨科雜志;2005年10期

9 張銀光,劉安慶;股骨頸骨折的生物力學(xué)研究[J];中國(guó)骨傷;2001年01期

10 張國(guó)富,秦練,馮常武;兒童股骨頸骨折的臨床治療分析[J];中國(guó)骨傷;2005年04期

，

本文編號(hào)：2617941