收藏本站
《天津大学》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

活体状态下人脸皮肤力学性能实验研究

刘鹏  
【摘要】:皮肤是指包裹在人体骨骼、肌肉外面的组织。一般来讲,人类以及绝大多数动物的皮肤为三层结构,分别为表皮层、真皮层和皮下组织,具有感知温度、抵御外界伤害、排汗、保持体温等功能。然而,人类在几万年的进化过程中,各部位的皮肤出现了一定程度的差异,比如,面部皮肤除了具备皮肤的一般功能外,还能够表征人类的心理活动,即可以通过面部皮肤的不同变形形式来传达自身内心情绪。目前为止,人类对表情的研究仅仅停留在各种表情及其对应的面部特征上,对表情的形成机理研究尚不完善。原因在于若要分析表情的形成机理,必须要先得到皮肤的本构关系,但目前对面部皮肤力学性能的研究还存在诸多不足,特别是实验方法和实验设备开发等方面还有诸多问题。本文提出一种适用于面部皮肤的力学性能测量装置,该装置配有步进电机,在步进电机的驱动下滚珠丝杠可使探针精确实现X-Y-Z三自由度的运动,探针驱动分辨率为0.01mm。加载仪器内部还装有微型拉压传感器和扭矩传感器,拉压传感器一端固定,另一端与探针相连,可直接测得探针与皮肤之间接触力,扭矩传感器可测得探针上两个方向的扭矩数值,并反推出探针端部的水平、竖直方向的径向力。此外,加载装置上设置两架CCD相机,对加载过程进行实时测量,可得皮肤表面在探针压入的过程中其形貌变化情况。本研究测得三位志愿者面部四个区域接触力-探针位移曲线,根据Hertz接触力学理论,求得面部皮肤有效弹性模量E~*=5.6kPa~11kPa,并发现皮下组织的厚度直接影响着皮肤的有效弹性模量,皮肤组织较薄的颧骨区域E~*=9.3kPa~11kPa,较厚的嘴角及脸颊区域E~*=5.6kPa~8.9kPa。本研究采用3D-DIC(三维数字图像相关技术)对皮肤表面变形场进行了测量,其变形场特征充分体现出皮肤的各向异性。本文为深入研究面部皮肤本构关系奠定了基础,也为面部生物力学研究提供实验数据和方法支持。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q983.6

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前7条
1 杨逸;侯进;王献;;基于运动轨迹分析的3D唇舌肌肉控制模型[J];计算机应用研究;2013年07期
2 税午阳;周明全;纪元;殷荣超;;面部软组织厚度测量及其在面貌复原中的应用[J];人类学学报;2013年03期
3 徐明;乔宁博;文振焜;曾新;采振祥;;基于特征识别的3维人脸动画模型自动构造[J];中国图象图形学报;2012年12期
4 王宝珍;胡时胜;;肌肉类粘弹性超软材料SHPB实验的应力应变均匀性分析[J];实验力学;2011年04期
5 陈志勇;祝恩淳;潘景龙;;复杂应力状态下木材力学性能的数值模拟[J];计算力学学报;2011年04期
6 黎业生;汪伟;;纳米压痕法测量Cu膜的硬度和弹性模量[J];金属学报;2010年09期
7 李晓杰;姜力;闫鸿浩;赵铮;;变应变率下的肌肉本构方程[J];医用生物力学;2007年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王明谦;宋晓滨;顾祥林;;基于三维弹塑性损伤模型的木材非线性分析[J];土木工程学报;2018年07期
2 王解军;屈波;;国产木材与桥梁模型力学性能试验研究[J];公路工程;2018年03期
3 薛本源;温垚珂;徐诚;宋焦;;弹道明胶力学性能测试[J];医用生物力学;2018年03期
4 陈国;何彬;;定向刨花板单轴受压本构关系试验研究[J];建筑结构;2018年10期
5 谢启芳;张利朋;王龙;吴帆帆;;木材径向反复受压应力-应变模型研究[J];湖南大学学报(自然科学版);2018年03期
6 税午阳;吴秀杰;;奇和洞古人类头骨面貌的三维虚拟复原[J];科学通报;2018年08期
7 陈孔阳;邱洪兴;朱忠漫;;干缩裂缝对木梁承载力的影响[J];土木建筑与环境工程;2018年01期
8 平琦;吴明静;马芹永;袁璞;张欢;;SHPB试验中合理加载波形比选分析[J];地下空间与工程学报;2017年06期
9 谢启芳;张利朋;王龙;钱春宇;;东北落叶松材单向顺纹受拉损伤模型[J];湖南大学学报(自然科学版);2017年11期
10 胡文刚;关惠元;;不同应力状态下榉木弹性常数的研究[J];林业工程学报;2017年06期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 税午阳;周明全;武仲科;邓擎琼;;数据配准的颅骨面貌复原方法[J];计算机辅助设计与图形学学报;2011年04期
2 张争珍;石跃祥;;YCgCr与YCgCb颜色空间的肤色检测[J];计算机工程与应用;2010年34期
3 钟红;林皋;;高拱坝地震损伤破坏的并行计算研究[J];计算力学学报;2010年02期
4 邵长江;钱永久;;混凝土的一种标量损伤弹塑性本构模型[J];计算力学学报;2010年02期
5 宋剑玮;侯玉霞;张艳宁;施建宇;翟培芳;李江波;周洪;;颅面形态三维自动测量精度的比较研究[J];中国美容医学;2010年03期
6 高洪波;徐世烺;吴智敏;卜丹;;双K断裂模型粘聚韧度K_(Ic)~c实用插值计算方法[J];计算力学学报;2010年01期
7 曾丹;裴丽;;Rheology-based facial animation realistic face model[J];Journal of Shanghai University(English Edition);2009年06期
8 黎业生;李洪;马永红;谢骏;王家佳;;用纳米压痕仪测量Cu_(50)Zr_(43)Ti_7非晶合金的硬度和弹性模量[J];稀有金属材料与工程;2009年01期
9 吴秀杰;刘武;张全超;朱泓;Christopher Norton;;中国北方全新世人群头面部形态特征的微观演化[J];科学通报;2007年02期
10 朱珏;胡时胜;王礼立;;SHPB试验中粘弹性材料的应力均匀性分析[J];爆炸与冲击;2006年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 殷董;孙晓燕;崔莉;尚亚洲;;皮肤镜诊断微小色素型基底细胞癌的临床研究[J];现代肿瘤医学;2018年16期
2 时宇;皮肤的结构与保健[J];生物学通报;1995年09期
3 曾衍钧,倪茜;皮肤力学进展[J];力学进展;1990年02期
4 邓庆生;王海梅;李任军;陆娜云;张健梅;陈丽;许玉兰;徐在品;;皮肤移植治疗犬皮肤严重缺损[J];黑龙江畜牧兽医;2018年08期
5 叶艳婷;毛任翔;王芳;;皮肤镜在良性黑素细胞肿瘤诊断中的应用[J];临床医药文献电子杂志;2016年39期
6 吕银婵;;老年糖尿病患者的皮肤护理[J];实用临床护理学电子杂志;2017年15期
7 谢玉燕;张莉;张曌;代红艳;冯建华;张鹏瑞;舒虹;;儿童血管角化瘤皮肤镜下表现分析[J];皮肤病与性病;2017年05期
8 黄丽明;李水梅;韦海钰;杨杰婷;杨文洁;陈阳;;以造口小组为主的延续护理降低肠造口周围皮肤损伤的研究[J];护理研究;2016年13期
9 伯納尔·布阿·达吉耶;;我的皮肤黝黑[J];世界文学;1959年04期
10 倪思利;谭春花;廖兰;甘立强;王华;;鲜红斑痣患儿正常皮肤和皮损皮肤厚度高频超声测量及其差异比较[J];第三军医大学学报;2016年19期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李丹;;浅谈皮肤的保健与美容[A];2018全国中西医结合皮肤性病学术年会论文汇编[C];2018年
2 李丹;;浅谈皮肤的保健与美容[A];2017全国中西医结合皮肤性病学术年会论文汇编[C];2017年
3 邹先彪;;皮肤镜——皮肤科医生的听诊器[A];2016全国中西医结合皮肤性病学术年会论文汇编[C];2016年
4 杨朝霞;韦琴;李小容;韦利鲜;;先天性局部皮肤缺损患儿的护理[A];全国儿科护理学术交流会议论文汇编[C];2011年
5 郑荃;肖霞;宋居财;;美容皮肤综合改善[A];美丽人生 和谐世界——中华医学会第七次全国医学美学与美容学术年会、中华医学会医学美学与美容学分会20周年庆典暨第三届两岸四地美容医学学术论坛论文汇编[C];2010年
6 沈丹;;大班健康活动:保护皮肤[A];思维丛书(第二辑):幼儿责任思维培养课例集[C];2012年
7 朱有才;杜开齐;张志豪;刘万顺;施谷平;李也梁;;肺癌皮肤转移16例分析[A];2008年浙江省胸心外科学学术年会暨浙江省医学会胸心外科学分会体外循环学组、胸腔镜学组成立大会论文汇编[C];2008年
8 杨蓉娅;;《皮肤美容新技术进展》[A];2017中国中西医结合学会医学美容专业委员会年会会议摘要[C];2017年
9 李兆奕;孙秋宁;;皮肤镜临床应用的新进展[A];2016全国中西医结合皮肤性病学术年会论文汇编[C];2016年
10 胡博;孟如松;刘海军;杨世飞;李艺鹏;;基于皮肤PACS系统的建立充分发挥皮肤影像学技术在临床中的应用[A];第十四届中国体视学与图像分析学术会议论文集[C];2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 黄智义;济南拥有世界领先的皮肤“复活术”[N];济南日报;2018年
2 实习记者 崔爽;电子皮肤:智能手机“接班人”[N];科技日报;2018年
3 中国青年报·中青在线记者 夏瑾;如何吃出美丽的皮肤[N];中国青年报;2016年
4 南方日报记者 彭颖 实习生 陈理;皮肤管理行业亟待渠道管控[N];南方日报;2017年
5 本报记者 谢江涛;电子皮肤:“抓”住刹那的触感[N];广东科技报;2013年
6 王菊;女性皮肤的夏季保养[N];甘肃日报;2001年
7 ;吸烟有害皮肤[N];光明日报;2000年
8 儿科主任医师 任榕娜;怎样呵护好宝宝的皮肤[N];家庭医生报;2003年
9 中南大学湘雅二医院 研究员 吴日明;男士亦要保护皮肤[N];家庭医生报;2003年
10 资料提供/北京都仕雅阁男子美容护肤中心 整理/苏苗;男性更需要专业皮肤护理[N];北京科技报;2005年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 毛宗珍;针对皮肤的醇类光透明剂筛选研究[D];华中科技大学;2009年
2 邓向东;与创面愈合启动阶段相关的人皮肤αβT细胞和γδT细胞免疫激活机制的体外研究[D];中国人民解放军医学院;2014年
3 周双白;骨髓干细胞促进扩张皮肤再生的机制和临床应用研究[D];上海交通大学;2014年
4 陈思;皮肤摩擦触觉感知的机理研究[D];中国矿业大学;2016年
5 闻翔;皮肤光透明的物理机制与生理机制研究[D];华中科技大学;2012年
6 盛玲玲;脂肪干细胞移植促进扩张皮肤再生的实验研究[D];上海交通大学;2014年
7 龚梦艳;邻苯二甲酸酯皮肤暴露与总暴露的评价及关系研究[D];清华大学;2015年
8 金沢生花;基于中医体质学“肤—体相关论”的皮肤分类及生理量化指标研究[D];北京中医药大学;2015年
9 石成方;PAI-1促进皮肤黑色素瘤侵袭转移的作用及机制研究[D];第三军医大学;2016年
10 卜钟鸣;室内环境及皮肤表面邻苯二甲酸酯的污染与暴露评价研究[D];重庆大学;2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘鹏;活体状态下人脸皮肤力学性能实验研究[D];天津大学;2017年
2 李远峰;人体皮肤摩擦和弹性性能的试验研究[D];南京航空航天大学;2008年
3 王琦;诱导型一氧化氮合酶在不同年龄组皮肤自然衰老中的表达及意义[D];中南大学;2007年
4 庞强;人体皮肤摩擦感知及其量化评定研究[D];西南交通大学;2013年
5 胡彩霞;系统性疾病的皮肤表现[D];河北医科大学;2008年
6 章跃滨;儿童皮肤厚度的超声学初步测量研究[D];重庆医科大学;2006年
7 黄涛;猪皮肤褶皱和厚度的初步遗传学分析[D];江西农业大学;2016年
8 熊伦;建筑数字皮肤设计研究[D];华中科技大学;2012年
9 陈露;中医皮肤“疏泄”与“润泽”理论文献研究[D];新疆医科大学;2012年
10 李玲;模拟皮肤出汗性能的研究[D];东华大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026