压缩条件下腰椎间盘松弛特性的有限元仿真

栾义超^1,2,杨秀萍^1,2*,张静静^1,2,刘清²,张春秋²

1. 天津理工大学天津市先进机电系统设计与智能控制重点实验室, 天津 300384;2. 天津理工大学机械工程学院, 天津 300384

收稿日期:2017-05-21出版日期:2018-03-20发布日期:2018-03-13
通讯作者:杨秀萍(1962— ),女,教授, 研究方向为生物力学. E-mail:yhp420@sina.comE-mail:qluanyichao@163.com
作者简介:栾义超(1992— ),男,硕士研究生, 研究方向为机械设计及理论. E-mail:qluanyichao@163.com
基金资助:国家自然科学重点基金资助项目(11432016);国家自然科学基金资助项目(11672208,81272046)

Finite element simulation of relaxation properties on lumbarintervertebal disc under compression

LUAN Yi-chao^1,2, YANG Xiu-ping^1,2*, ZHANG Jing-jing^1,2, LIU Qing², ZHANG Chun-qiu²

1. Tianjin Key Laboratory of the Design and Intelligent Control of the Advanced Mechatronical System, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China;
2. School of Mechanical Engineering, Tianjin University of Technology, Tianjin 300384, China

Received:2017-05-21Online:2018-03-20Published:2018-03-13

摘要/Abstract

摘要： 为研究腰椎间盘的松弛特性,考虑非线性多孔弹性性质,采用ABAQUS软件,建立了人体腰椎间盘L3/L4节段的孔隙单元有限元模型,对不同渗透率和不同应变条件下的松弛特性进行仿真。研究结果表明:非线性的渗透率增大了节段的刚度,进而增大了节段的应力;在压缩应变作用下,椎间盘的应力松弛曲线呈指数规律变化,应力随应变增大而增大;纤维环的孔隙压力和有效应力都高于髓核,纤维环背侧的孔隙压力和有效应力均大于腹侧,因此腰椎间盘突出多发生在纤维环背侧。


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