本文關(guān)鍵詞：硅膠內(nèi)襯套材料與小腿皮膚界面摩擦特性研究

  更多相關(guān)文章： 硅膠材料 表面結(jié)構(gòu) 小腿皮膚 摩擦行為 能量損耗

【摘要】：殘疾人在穿戴假肢運(yùn)動(dòng)過(guò)程中在接受腔與殘肢皮膚之間會(huì)形成臨界接觸面,在此臨界面上,運(yùn)動(dòng)壓力與相應(yīng)的摩擦力將對(duì)殘肢皮膚表面、皮下組織、血管以及血液的正常流動(dòng)等產(chǎn)生重要影響。臨床上由于假肢設(shè)計(jì)或選材不合理導(dǎo)致殘肢與腔體過(guò)度摩擦?xí)䦟?duì)皮膚造成很大傷害,給患者帶來(lái)巨大痛苦,因此,研究假肢材料與殘肢觸界面的摩擦學(xué)行為對(duì)于假肢材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)和提高殘疾人的生活質(zhì)量具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本文借助UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī),采取往復(fù)摩擦的球/面接觸模式,模擬了假肢接受腔/硅膠內(nèi)襯套、硅膠內(nèi)襯套/殘肢皮膚兩種接觸界面；基于定積分求不規(guī)則圖形面積的理論對(duì)摩擦前后能量的損耗進(jìn)行了計(jì)算；使用OLS1100型三維激光共焦掃描顯微鏡、HY0580電腦式萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)、DSA100型視頻接觸角測(cè)量?jī)x以及數(shù)碼照相機(jī)等對(duì)皮膚及假肢材料表面特征進(jìn)行觀察和分析；從摩擦學(xué)、生物學(xué)、材料學(xué)等多學(xué)科交叉的角度研究了殘肢皮膚/硅膠材料和硅膠材料/接受腔材料兩個(gè)相鄰界面上的摩擦學(xué)行為。 主要結(jié)論如下： 1.硅膠材料/皮膚界面、接收腔/硅膠材料接觸界面在往復(fù)摩擦模式初期均會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng),其摩擦系數(shù)較大；隨著界面間產(chǎn)生粘著,摩擦系數(shù)減小,并逐漸趨于穩(wěn)態(tài)。 2.硅膠材料反面上的粗大微凸體,增加了材料與皮膚的粘結(jié)性,使皮膚處于粘著摩擦機(jī)制,摩擦系數(shù)較低,摩擦能耗較少；正面上的針織結(jié)構(gòu)不但增加了往復(fù)摩擦過(guò)程中硅膠與接受腔之間的相對(duì)滑動(dòng)量、摩擦系數(shù)及摩擦能耗,而且減少了其反面與皮膚往復(fù)摩擦過(guò)程中皮膚協(xié)調(diào)位移時(shí)的變形,從而降低了材料與皮膚之間的摩擦系數(shù)和能量損耗。 3.硅膠材料在不同載荷下的壓縮試驗(yàn)表明,不同硅膠材料均在載荷為4.5N時(shí)出現(xiàn)平臺(tái)期,此時(shí)材料出現(xiàn)蠕變特性；在載荷相同的情況下1號(hào)和4號(hào)材料的形變比2號(hào)和3號(hào)材料小,說(shuō)明材料表面的各種結(jié)構(gòu)對(duì)緩解皮膚的壓力有一定作用。 4.選用與皮膚接觸反面上具有粗大微凸體,與接收腔接觸正面上具有針織結(jié)構(gòu)的硅膠材料,有利于減小材料與皮膚的摩擦能耗,減少皮膚發(fā)熱和變形,降低皮膚的摩擦損傷風(fēng)險(xiǎn)。
【關(guān)鍵詞】：硅膠材料 表面結(jié)構(gòu) 小腿皮膚 摩擦行為 能量損耗
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：R318.17;TH117
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-20
• 1.1 皮膚摩擦、矯形器械及假肢的研究12-15
• 1.1.1 皮膚摩擦的研究?jī)?nèi)容12-13
• 1.1.2 假肢矯形器械及假肢的研究現(xiàn)狀13-15
• 1.2 假肢接受腔及內(nèi)襯套材料15-17
• 1.2.1 假肢接受腔材料15-16
• 1.2.2 硅膠內(nèi)襯套材料16-17
• 1.3 定積分求不規(guī)則圖形面積的方法17-18
• 1.4 選題意義及內(nèi)容18-20
• 1.4.1 選題意義18
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容18-20
• 第2章 試驗(yàn)概述20-24
• 2.1 試驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.1.1 UMT-Ⅱ多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)20
• 2.1.2 拉伸壓縮試驗(yàn)設(shè)備20-21
• 2.2 志愿者選擇21-22
• 2.3 試驗(yàn)材料22
• 2.4 試驗(yàn)參數(shù)22-23
• 2.5 試驗(yàn)分析方法23-24
• 第3章 硅膠材料的物理性能研究24-33
• 3.1 材料的壓縮性能試驗(yàn)及分析24-29
• 3.2 硅膠材料的表面粗糙度29-31
• 3.3 親水性比較31-32
• 3.4 本章小結(jié)32-33
• 第4章 人體下肢皮膚與硅膠材料的摩擦特性研究33-44
• 4.1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介33-34
• 4.2 結(jié)果與分析討論34-42
• 4.2.1 皮膚與硅膠材料摩擦后溫度變化分析34-36
• 4.2.2 摩擦過(guò)程中摩擦力(系數(shù))變化分析36-38
• 4.2.3 摩擦過(guò)程中能量損耗分析38-40
• 4.2.4 試驗(yàn)前后皮膚粗糙度對(duì)比40-42
• 4.3 本章小結(jié)42-44
• 第5章 接受腔材料與硅膠材料摩擦特性研究44-53
• 5.1 試驗(yàn)簡(jiǎn)介44-45
• 5.2 摩擦過(guò)程中摩擦系數(shù)變化分析45-48
• 5.3 摩擦過(guò)程中能量損耗分析48-50
• 5.4 摩擦前后壓痕的對(duì)比說(shuō)明50-51
• 5.5 摩擦試驗(yàn)討論51-53
• 結(jié)論與展望53-55
• 致謝55-56
• 參考文獻(xiàn)56-60
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及參與的研究項(xiàng)目60

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 ;The Influence of Normal Load and Sliding Speed on Frictional Properties of Skin[J];Journal of Bionic Engineering;2008年01期

2 周仲榮;關(guān)于我國(guó)生物摩擦學(xué)研究的思考[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2004年05期

3 葛世榮,王成燾;人體生物摩擦學(xué)的研究現(xiàn)狀與展望[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2005年02期

4 李煒;蔣玉石;龐強(qiáng);翟正繪;周仲榮;;不同性別人體皮膚摩擦不舒適度感知功能的研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2012年03期

5 李煒,鄭靖,屈樹(shù)新,周仲榮;關(guān)于皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J];潤(rùn)滑與密封;2004年02期

6 劉展,樊瑜波,張明,蔣文濤;一體化小腿假肢的三維有限元應(yīng)力分析[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2003年04期

7 孔梅;李煒;李海麗;劉夕東;周仲榮;;四種常用假肢材料與人體皮膚摩擦學(xué)特性的研究[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2008年05期

8 唐瑋;葛世榮;朱華;馮濤;;溫度和濕度對(duì)人體皮膚摩擦特性的影響[J];生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志;2009年03期

9 范敏;馬文石;汪國(guó)杰;;硅橡膠膜的改性與應(yīng)用研究進(jìn)展[J];特種橡膠制品;2006年01期

10 張明,麥福達(dá);假肢接受腔的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和應(yīng)力分析模型[J];現(xiàn)代康復(fù);2000年02期

，

本文編號(hào)：555183