有限元分析法在脊柱生物力学中的应用与进展

• 作者: 乔杰 刘强 张军 张慧 王飞 钱秀清
• 来源期刊: 中国中医骨伤科杂志
• 学科: 医学
• 关键词: 有限元 脊柱生物力学 多体动力学
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 所属期刊栏目: 文献综述
• 页码范围: 71-73
• 页数: 3页
• 分类号: R68
• 语种: 中文

摘要

有限元(FE)概念在20世纪40年代最早被提出,在20世纪50年代因美国波音公司两名研究员Turner和Martin[1]的文章得以闻名.其基本原理是把一个由无限个质点构成并且有无限个自由度的连续体划分为有限个小单元体组成的集合体,此过程称为有限元模型的离散化.用这种离散化的有限单元模型代替原有物体,根据其几何材料特性及受力条件而采用不同的单元种类,单元间有节点相连,力则通过结点传递[2].1972年Belytschko等[3]首次将有限元分析法运用于脊柱生物力学的研究.脊柱生物力学有限元分析法是应用数学参数及模拟方程对脊柱进行生物力学的分析[4].脊柱作为人体重要的组成部分,在维持正常生理形态、保持各种运动姿势、承受各种载荷等方面发挥着重要的力学作用.有限元分析法对脊柱生物力学的研究手段具有先进性,对脊柱成像、图像数据分析,特别是将脊柱内部应力-应变及生物力学特性的变化过程通过数字化的方式更加直观的展示出来.目前有限元分析法发展非常迅速,并在骨科生物力学领域中占有极其重要的地位.