關(guān)節(jié)軟骨作為人體動(dòng)關(guān)節(jié)處的重要組成部分，具有非線性、粘彈性等特點(diǎn)，其內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，故具有不同于一般材料所特有的力學(xué)性能。在日常活動(dòng)中關(guān)節(jié)軟骨承受滑動(dòng)和滾動(dòng)載荷作用，故對(duì)該載荷作用下軟骨不同層區(qū)的力學(xué)性能展開研究具有重要意義。研究結(jié)果可以為臨床軟骨疾病治療和軟骨缺損修復(fù)等方面提供依據(jù)，同時(shí)對(duì)人工軟骨結(jié)構(gòu)組成、人工構(gòu)建、力學(xué)功能評(píng)價(jià)有重要意義。本文以豬關(guān)節(jié)軟骨為研究對(duì)象，對(duì)關(guān)節(jié)軟骨分別進(jìn)行了滑動(dòng)加載、滾壓加載實(shí)驗(yàn)，在整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中利用數(shù)字相關(guān)技術(shù)對(duì)軟骨的整個(gè)加載過程進(jìn)行了圖像采集，通過后期對(duì)采集到的圖像進(jìn)行處理，研究在不同加載條件下關(guān)節(jié)軟骨各層區(qū)力學(xué)性能的變化特征。研究結(jié)果表明，軟骨淺表層區(qū)的法向位移是最大的，深層區(qū)最小，中間層位于二者之間。在恒定的壓縮量下，隨著滑動(dòng)、滾壓時(shí)間的進(jìn)行，軟骨不同層區(qū)的法向位移都是先增大再略微減小；隨著壓縮量的增加，關(guān)節(jié)軟骨淺表層、中間層、深層區(qū)的法向位移都增加；隨著加載速率的增加，關(guān)節(jié)軟骨不同層區(qū)的法向位移減小。隨著加載次數(shù)的增加，關(guān)節(jié)軟骨不同層區(qū)的法向位移都受到了影響。關(guān)節(jié)軟骨受滑壓、滾壓載荷作用后，由于其內(nèi)部復(fù)雜的組織和結(jié)構(gòu)，各層區(qū)的力學(xué)性能出現(xiàn)... 

【文章來源】：天津理工大學(xué)天津市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

軟骨摩擦實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

與水凝膠、不銹鋼接觸時(shí)的潤(rùn)滑性質(zhì)都存在一定的恢復(fù)行為，并系數(shù)是靜態(tài)載荷下的 1/3。研究結(jié)果表明，當(dāng)進(jìn)行關(guān)節(jié)軟骨與關(guān)時(shí)，所得到的摩擦系數(shù)是所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)中最小的，同時(shí)該實(shí)驗(yàn)也潤(rùn)滑特性。圖 1-1 軟骨摩擦實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

wamy Krishnan[6]等人提出在周期壓縮載荷作用下關(guān)節(jié)軟骨的摩擦系骨的摩擦系數(shù)顯著降低，且同周期加載相比，穩(wěn)定狀態(tài)下軟骨組織間，并隨著周期加載而逐漸增加。為了對(duì)以上所提出的假設(shè)進(jìn)行檢驗(yàn)，肩部關(guān)節(jié)軟骨進(jìn)行的非圍限滑動(dòng)壓縮加載實(shí)驗(yàn)，分別測(cè)量研究了在三及靜載荷作用下，關(guān)節(jié)軟骨與時(shí)間相關(guān)的摩擦系數(shù)，發(fā)現(xiàn)在所有頻率系數(shù)都處于該頻率下摩擦系數(shù)的最大值與最小值之間。研究發(fā)現(xiàn)，加影響并不是很大，故以上兩種假設(shè)被否定。 Hiroshi Naka[7]等學(xué)者考慮到關(guān)節(jié)軟骨對(duì)于滑膜關(guān)節(jié)處的潤(rùn)滑起著至對(duì)軟骨樣本進(jìn)行了間歇滑動(dòng)加載實(shí)驗(yàn)，利用光學(xué)分析儀器圖 1-3 研究樣本的摩擦力以及軟骨表面的膠原纖維情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，隨著卸骨樣本的摩擦系數(shù)逐漸減小，這可能是由于卸載后，軟骨自身恢復(fù)吸水量增加，導(dǎo)致摩擦力降低。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有限元方法應(yīng)用研究現(xiàn)狀[J]. 牛曉敏,夏亞濤.  科技致富向?qū)? 2013(23)
[2]基于數(shù)字圖像相關(guān)法的風(fēng)洞試驗(yàn)測(cè)量技術(shù)[J]. 何能,廖海黎,馬存明,王凱,曾要爭(zhēng),曾力.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2013(05)
[3]數(shù)字圖像相關(guān)法測(cè)量板料成形應(yīng)變[J]. 梁晉,胡浩,唐正宗,郭翔,李磊剛.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(10)
[4]樞椎有限元模型的建立及齒狀突骨折的三維有限元分析[J]. 李雷,陳福狀,姜紅堃,王歡.  中國(guó)醫(yī)科大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(03)
[5]數(shù)字圖像相關(guān)方法在焊縫材料力學(xué)性能測(cè)試中的應(yīng)用[J]. 杭超,楊廣,李玉龍,于起峰,郭亞洲.  航空學(xué)報(bào). 2013(10)
[6]基于數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)經(jīng)臍入路腹腔鏡手術(shù)操作評(píng)估平臺(tái)的建立[J]. 蘇金,徐安安,朱江帆,張東升,王強(qiáng),楊欲曉.  中國(guó)微創(chuàng)外科雜志. 2013(01)
[7]數(shù)字圖像相關(guān)法在光固化復(fù)合樹脂收縮變形測(cè)量中的應(yīng)用[J]. 阮丹平,吳春云,張丁華.  上海口腔醫(yī)學(xué). 2012(06)
[8]軟骨組織無約束壓縮的有限元分析[J]. 翟文杰,翟中勇.  醫(yī)用生物力學(xué). 2012(06)
[9]牛膝關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)承載特性及其有限元仿真分析[J]. 陳凱,張德坤,戴祖明,王崧全.  醫(yī)用生物力學(xué). 2012(06)
[10]巖鹽蠕變行為的宏細(xì)觀損傷特性試驗(yàn)研究[J]. 楊典森,陳衛(wèi)忠,楊建平,李術(shù)才.  巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2011(07)

博士論文
[1]踝關(guān)節(jié)三維有限元模型的建立及三角韌帶損傷和重建的踝關(guān)節(jié)生物力學(xué)有限元分析[D]. 張明彥.中南大學(xué) 2012
[2]腰椎微創(chuàng)TLIF不同內(nèi)固定解決方案的有限元分析[D]. 余可誼.北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院 2011

碩士論文
[1]數(shù)字圖像處理技術(shù)在車橋耦合振動(dòng)分析中的探索研究[D]. 徐文鋒.廣州大學(xué) 2012
[2]關(guān)節(jié)軟骨的力學(xué)性能測(cè)試及有限元仿真[D]. 王玉主.天津理工大學(xué) 2012
[3]關(guān)節(jié)軟骨纖維增強(qiáng)多孔彈性力學(xué)特性研究[D]. 竇長(zhǎng)永.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2011
[4]數(shù)字圖像相關(guān)（DIC）測(cè)量方法在材料變形研究中的應(yīng)用[D]. 白曉虹.東北大學(xué) 2011
[5]基于人體膝關(guān)節(jié)建模的軟骨力學(xué)特性分析[D]. 李蓋敏.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號(hào)：2928602