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假肢接受腔的受力分析和计算机辅助设计

宋雪玲  
【摘要】: 接受腔的设计是假肢设计中最关键的部分,其设计的好坏直接关系到假肢设计的成败。为了改进接受腔的设计,需要对接受腔进行受力分析研究,了解接受腔/残肢界面潜在的生物力学关系。 本论文以四边形接受腔为例论述大腿假肢在接受腔/残肢系统中的作用,分析了接受腔各壁的设计理论,讨论了理论上步态周期各阶段大腿假肢与人体重心移动之间的关系以及残肢各部分的受力情况,并指出各阶段的主要承载区。对患者穿戴接受腔的受力情况进行了实际测量,通过对所测数据的分析,总结出静态和动态步态周期各阶段残肢表面的受力情况,分析了系统前后侧和内外侧的稳定性,并将实际测量结果与理论分析进行了比较研究,说明了二者的相同点和不同点以及产生不同的可能原因。建立接受腔/残肢系统的简化数学模型,应用该模型分析了残肢上预应力、正应力、剪应力等的理论计算方法,应用实例探讨了摩擦力在接受腔/残肢界面受力分布中发挥的重要作用。本文最后部分介绍了有限元分析法基本原理,说明了将该方法应用到接受腔/残肢系统时参数的获取方法和试验过程以及采用该方法的优点和目的,并论证其有效性以及将其融入假肢接受腔计算机辅助设计和制造系统中的必要性和意义。


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