關節(jié)軟骨作為人體動關節(jié)處的重要組成部分，具有非線性、粘彈性等特點，其內(nèi)部組織結構較為復雜，故具有不同于一般材料所特有的力學性能。在日�；顒又嘘P節(jié)軟骨承受滑動和滾動載荷作用，故對該載荷作用下軟骨不同層區(qū)的力學性能展開研究具有重要意義。研究結果可以為臨床軟骨疾病治療和軟骨缺損修復等方面提供依據(jù)，同時對人工軟骨結構組成、人工構建、力學功能評價有重要意義。本文以豬關節(jié)軟骨為研究對象，對關節(jié)軟骨分別進行了滑動加載、滾壓加載實驗，在整個實驗過程中利用數(shù)字相關技術對軟骨的整個加載過程進行了圖像采集，通過后期對采集到的圖像進行處理，研究在不同加載條件下關節(jié)軟骨各層區(qū)力學性能的變化特征。研究結果表明，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、滾壓時間的進行，軟骨不同層區(qū)的法向位移都是先增大再略微減�。浑S著壓縮量的增加，關節(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，關節(jié)軟骨不同層區(qū)的法向位移都受到了影響。關節(jié)軟骨受滑壓、滾壓載荷作用后，由于其內(nèi)部復雜的組織和結構，各層區(qū)的力學性能出現(xiàn)... 

【文章來源】：天津理工大學天津市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

軟骨摩擦實驗裝置示意圖

與水凝膠、不銹鋼接觸時的潤滑性質(zhì)都存在一定的恢復行為，并系數(shù)是靜態(tài)載荷下的 1/3。研究結果表明，當進行關節(jié)軟骨與關時，所得到的摩擦系數(shù)是所有實驗數(shù)據(jù)中最小的，同時該實驗也潤滑特性。圖 1-1 軟骨摩擦實驗裝置示意圖

wamy Krishnan[6]等人提出在周期壓縮載荷作用下關節(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。為了對以上所提出的假設進行檢驗，肩部關節(jié)軟骨進行的非圍限滑動壓縮加載實驗，分別測量研究了在三及靜載荷作用下，關節(jié)軟骨與時間相關的摩擦系數(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，故以上兩種假設被否定。 Hiroshi Naka[7]等學者考慮到關節(jié)軟骨對于滑膜關節(jié)處的潤滑起著至對軟骨樣本進行了間歇滑動加載實驗，利用光學分析儀器圖 1-3 研究樣本的摩擦力以及軟骨表面的膠原纖維情況。實驗結果表明，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，軟骨自身恢復吸水量增加，導致摩擦力降低。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]有限元方法應用研究現(xiàn)狀[J]. 牛曉敏,夏亞濤.  科技致富向?qū)? 2013(23)
[2]基于數(shù)字圖像相關法的風洞試驗測量技術[J]. 何能,廖海黎,馬存明,王凱,曾要爭,曾力.  激光與光電子學進展. 2013(05)
[3]數(shù)字圖像相關法測量板料成形應變[J]. 梁晉,胡浩,唐正宗,郭翔,李磊剛.  機械工程學報. 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.  中國醫(yī)科大學學報. 2013(03)
[5]數(shù)字圖像相關方法在焊縫材料力學性能測試中的應用[J]. 杭超,楊廣,李玉龍,于起峰,郭亞洲.  航空學報. 2013(10)
[6]基于數(shù)字圖像相關技術經(jīng)臍入路腹腔鏡手術操作評估平臺的建立[J]. 蘇金,徐安安,朱江帆,張東升,王強,楊欲曉.  中國微創(chuàng)外科雜志. 2013(01)
[7]數(shù)字圖像相關法在光固化復合樹脂收縮變形測量中的應用[J]. 阮丹平,吳春云,張丁華.  上海口腔醫(yī)學. 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. 2012(06)
[9]牛膝關節(jié)軟骨的力學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. 2012(06)
[10]巖鹽蠕變行為的宏細觀損傷特性試驗研究[J]. 楊典森,陳衛(wèi)忠,楊建平,李術才.  巖石力學與工程學報. 2011(07)

博士論文
[1]踝關節(jié)三維有限元模型的建立及三角韌帶損傷和重建的踝關節(jié)生物力學有限元分析[D]. 張明彥.中南大學 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)學院 2011

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



本文編號：2928602