换一批基于数字手臂的冲击力扩散机制建模与分析
Modeling and analysis of the diffusion mechanism of impact force on digital forearm
摘要目的:分析在爆炸冲击与侧向瞬时倾倒时,人体手臂内部的损伤效应.方法:以中国数字人中肩部到指尖的727张影像数据作为数据基础,经过组织分割、三维建模以及逆抄数的方式获得组织结构几何实体,在COMSOL Multiphysics 5.5有限元仿真软件中建立人体前臂损伤机制模型,通过在载荷面加载1.4×106 N/m2的冲击力,响应时间2×10-5 s,以此分析前臂受到应力时的冲击力扩散机制.结果:通过建模分析发现,由于皮肤、脂肪、肌肉是粘弹性组织,当机体受到应力冲击时,应力会通过变形的方式将能量释放出来,在应力冲击下这些组织损伤并不明显.然而,由于骨骼是刚性组织,外界施加的能量在此处没法转化成位移消散,从而导致在骨骼处会有大量能量蓄积,骨骼处的应力张量最大.当应力张量超过骨骼最大承受值时,就会引起骨折来进行能量转移.结论:在应力冲击中,由于粘弹性组织可以将应力能量转化成位移来实现能量消散,而刚性组织无法实现,从而导致在应力冲击中,骨骼的损伤是非常明显的.
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DOI
10.3969/j.issn.1005-202X.2023.02.017
发布时间
2023-03-16（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
基金项目
四川省大学生创新创业训练计划项目（X2022053）
成都医学院四川应用心理学研究中心资助项目（CSXL-21103）
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