基于有限元模型的下肢长骨动态试验的仿真研究

目的研究在动态载荷下下肢长骨的损伤极限。方法基于中国人体下肢有限元模型,分别对股骨、胫骨、大腿和小腿进行动态三点弯曲仿真,并借助尸体试验验证该模型的有效性。结果仿真所得撞锤的撞击力-位移曲线走势与尸体试验结的基本吻合。裸股骨、裸胫骨、大腿和小腿失效时的撞击力分别为4.29、3.94、4.81和4.086 kN,位移分别为17.78、34.00、52.10和47.06 mm,与尸体试验结果也较为相符。结论本研究验证了模型的有效性,为后续对膝关节以及对整个下肢模型的验证奠定基础,为碰撞事故中对行人进行保护提供了科学的理论依据。     

儿童肱骨三维有限元建模及验证☆

背景：有限元数值模拟力学实验方法是对人体进行生物力学结构研究的有效手段。目的：建立正常6岁健康儿童肱骨的三维有限元模型。方法：使用某6岁儿童志愿者的人体CT数据,导入到Mimics 10.01软件中,应用阈值分割的方法进行肱骨三维重建。运用Geomagic Studio 12.0对模型表面进行表面优化处理及曲面片的划分,然后使用TrueGrid软件进行网格划分,最后对其进行材料属性赋值,完成有限元模型的构建。施加边界条件及约束,模拟肱骨的三点弯曲试验,输出模拟结果。结果与结论：建立完成的肱骨有限元模型包括3024个节点,8节点六面体单元1875个,实验分别加载0.01 m/s和3m/s的动态载荷,肱骨中部均发生断裂,载荷-位移曲线与尸体试验结果近似。模拟结果显示,儿童肱骨的有限元模型仿真结果与尸体试验结果较为接近,有限元仿真法可以很好的模拟人体骨骼的物理特性。     

儿童肱骨三维有限元建模及验证

背景：有限元数值模拟力学实验方法是对人体进行生物力学结构研究的有效手段。 目的：建立正常6岁健康儿童肱骨的三维有限元模型。 方法：使用某6岁儿童志愿者的人体CT数据,导入到Mimics 10.01软件中,应用阈值分割的方法进行肱骨三维重建。运用Geomagic Studio 12.0对模型表面进行表面优化处理及曲面片的划分,然后使用TrueGrid软件进行网格划分,最后对其进行材料属性赋值,完成有限元模型的构建。施加边界条件及约束,模拟肱骨的三点弯曲试验,输出模拟结果。 结果与结论：建立完成的肱骨有限元模型包括3 024个节点,8节点六面体单元1 875个,实验分别加载0.01 m/s和3 m/s的动态载荷,肱骨中部均发生断裂,载荷-位移曲线与尸体试验结果近似。模拟结果显示,儿童肱骨的有限元模型仿真结果与尸体试验结果较为接近,有限元仿真法可以很好的模拟人体骨骼的物理特性。