侧向冲击载荷作用下股骨-骨盆复合体的生物力学响应

• 作者: 张琳琳 王冬梅 董谢平
• 来源期刊: 医用生物力学
• 学科: 医学
• 关键词: 股骨-骨盆复合体 侧摔 减速冲击 生物力学 有限元分析 应力分布
• 年，卷（期）: 2011,（6）
• 所属期刊栏目: 论著
• 页码范围: 502-507
• 分类号: R318.01
• 字数: 3350字
• 语种: 中文

摘要

目的 利用三维有限元分析方法研究股骨-骨盆复合体在人体侧向摔倒时冲击载荷作用下的生物力学行为特性.方法 基于中国力学虚拟人模型库建立股骨-骨盆-软组织复合体的三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨和软组织;同时,构建一个刚体平面仿真地面.约束地面刚体,对整个股骨-骨盆-软组织复合体模型施加侧向2 m/s的速度载荷,整个仿真分析时间设定为20 ms.通过三维有限元分析计算获得股骨-骨盆侧摔冲击过程中应力应变变化特性.结果 在13 ms时,股骨大转子处软组织与地面的接触力达到最大值7 656 N,对应的骨盆软组织上的最大等效应力值为2.64 MPa.冲击过程中,耻骨联合处骨皮质上等效应力出现极大值,为142.64 MPa,接近其屈服强度;股骨颈和大转子处应力水平较高,股骨颈处皮质骨上的最大等效应力值为76.49 MPa;股骨颈处松质骨上的最大等效应力值为8.44 MPa,最大压缩应变值为0.94％;股骨大转子处松质骨上的最大等效应力值为8.50 MPa,最大压缩应变值为0.93％.结论 人体股骨-骨盆复合体在侧摔减速冲击载荷作用下股骨颈、大转子及耻骨联合处易出现骨折.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	王冬梅	上海交通大学机械与动力工程学院生物医学制造与生命质量工程研究所	92	703	14.0	19.0
2	董谢平	江西省人民医院骨科	61	312	9.0	13.0
3	张琳琳		4	21	2.0	4.0