24511.成年人腰椎三維動(dòng)力學(xué)模型設(shè)計(jì)與性能分析的基礎(chǔ)研究

1、BeijingUniversityofChemicalTechnologyFundamentalResearchonDesignandPropertyAnalysisof3DDynamicModelofLumbarVertebraeofAdults北京化工大學(xué)碩士學(xué)位論文(3)腰椎L3L5段力學(xué)特性分析。完成有限元建模后，在軟件中對(duì)該模型施加不同的力、力矩，通過(guò)Solve模塊求解，在Solution中查看其應(yīng)力應(yīng)變情況。本文分別模擬腰椎

2、直立位受壓、側(cè)屈以及腰椎前彎時(shí)椎骨與椎間盤(pán)的應(yīng)力應(yīng)變情況。得出如下結(jié)論：當(dāng)腰椎承受軸向壓力為500N時(shí)，椎骨的最大變形量為1107ram，隨著軸向壓力的增大，椎骨的最大變形量也隨之增加；當(dāng)腰椎受到側(cè)向力矩為25Nm時(shí)，椎骨L3上表面發(fā)生的側(cè)屈角位移為12。；腰椎負(fù)重100N前彎過(guò)程中，當(dāng)前彎角度為30。時(shí)，椎間盤(pán)的最大應(yīng)力為278MPa，椎骨的最大變形為6870mm。隨著前彎角度的增加，椎間盤(pán)的應(yīng)力與椎骨的變形均會(huì)增加。(4)模型加工與

3、測(cè)試。首先將模擬結(jié)果與前人實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作對(duì)比，驗(yàn)證其準(zhǔn)確性。同時(shí)將所建腰椎三維模型利用3D打印方法加工出實(shí)體模型，所用材料為ABS，進(jìn)行模型精度測(cè)試。將得到以下結(jié)論：3D打印出的模型分辨率較好，表面無(wú)毛刺，但是打印速度與打印精度仍需提高。腰椎有限元模型的力學(xué)性能測(cè)試與前人實(shí)驗(yàn)結(jié)果相符，說(shuō)明本文所建腰椎模型是有效的，可以反映人體真實(shí)情況。本文的研究成果不僅對(duì)脊柱生物力學(xué)研究提供了量化參考依據(jù)，而且為3D打印人工骨骼應(yīng)用于脊柱外科手術(shù)提供理論依