文献类型：会议

作　　者：蓝林华 杨明 洪福林

作者单位：广州大学土木工程学院工程力学系

基　　金：广州大学引进人才科研启动经费(69-18ZX10164)

会议文献：2018年全国固体力学学术会议摘要集（上）

会议名称：2018年全国固体力学学术会议

会议日期：20181123

会议地点：中国黑龙江哈尔滨

主办单位：中国力学学会固体力学专业委员会;国家自然科学基金委员会数理科学部

出版日期：20181100

学会名称：中国力学学会

语　　种：中文

摘　　要：脊柱作为人体骨骼的重要组成部分,在维持人的正常生理形、承受各种载荷、保护神经中枢、保持各种运动姿态等方面,均发挥着重要的力学作用。为了识别并获取影响脊柱结构生物力学性能的关键力学参数,提出了一种针对脊柱结构功能运动的动态实验验证方法。首先,基于动物解剖试验,利用有限元前处理软件Hypermesh建立了包含椎骨,椎间盘和七种韧带的脊柱功能结构(L4-L5节段)预研模型,在几何处理及参数赋予方面充分考虑了椎间盘结构"外强内弱、外干内湿、交错排列、外密内疏、前厚后(侧)薄"的解剖特点以及关节突之间的接触非线性;其次,对预研模型进行了初步的有限元分析,并针对脊柱前后屈伸、侧向弯曲、轴向扭转和轴向压缩四种工况作参数灵敏度分析,识别了影响脊柱结构力学性能的关键结构为椎间盘,其次是韧带;再次,针对脊柱结构主要功能运动设计了相应的试验和有限元仿真分析(载荷和边界条件类似),同时基于最小二乘法原理,将试验与仿真数据进行三折线拟合处理后进行参数调试和优化;最后,对调试过程的中间结果进行误差对比分析,选择其中系统相对误差最小时的参数作为最终获取的关键力学参数。本研究结果表明,该文方法获取的力学参数能够让脊柱功能运动曲线仿真结果与试验结果较好地拟合,可进一步扩展至脊柱结构其他节段的生物力学研究。

关 键 词：脊柱 有限元分析 动态试验  参数识别 椎间盘

分 类 号：R318.01[生物医学工程类]