مدل سازی المان محدود غیرخطی مدل سه بعدی آناتومی دقیق پا Non-Linear Finite Element Modelling of Anatomically Detailed 3D Foot Model

Abstract

A 3D anatomically detailed non-linear finite element analysis human foot model is the final result of density segmentation 3D reconstruction techniques applied in Computed Tomography (CT) scan DICOM standard images in conjunction with 3D Computer Aided Design (CAD) operations. Density segmentation techniques were used to geometrically define the foot bone structure and the encapsulated soft tissues configuration. CAD modelling was applied for geometrical definitions of cartilages and volumes boolean operations. The monitoring of the contact pressure values at the foot plantar area assumes a vital role on the human comfort optimization of shoe insoles. The contact pressure distribution at the foot plantar area and stresses at the bone structures are calculated for this article only for a rigid contact between the plantar foot area and the rigid ground support. Linear and non-linear elastic constitutive material models were implemented to mechanically characterize the behaviour of the biological materials. Furthermore, preliminary numerical results for the model qualitative evaluation are presented.

KEYWORDS: Hyperelasticity, Strain Energy Function, Finite Element Analysis, Contact Pressure, 3D Foot Model, Shoe Insoles, CT Scan.

چکیده فارسی

آنالیز المان محدود غیرخطی مدل سه بعدی آناتومی دقیق پای انسان نتیجۀ نهایی تکنیک های بازسازی سه بعدی قطعه بندی دانسیتۀ کاربردی در تصاویر استاندارد DICOM سی تی اسکن همراه با عملیات طراحی کامپیوتری سه بعدی (CAD) می باشد. تکنیک های قطعه بندی دانسیته به منظور تعیین هندسه(هندسه) ساختار استخوان پا و پیکربندی بافت های نرم پوشش دار مورد استفاده قرار گرفت. بازبینی و مدل سازی CAD برای تعیین و تعریف هندسه عملیات بولی حجم ها و غضروف ها به کار برده شد. بازبینی مقادیر فشار تماسی در ناحیۀ کف پا پا نقش حیاتی در بهینه سازی راحتی کفی کفش انسان دارد. توزیع فشار تماسی در ناحیۀ کف پا و فشار و تنش در ساختارهای استخوانی در این مقاله فقط برای تماس محکم(با صفحه صلب) بین ناحیۀ کف پا وتکیه گاه زمین سفت می باشد. مدل های مادۀ تشکیل دهندۀ خطی و غیرخطی به منظور شاخصه بندی مکانیکی رفتار ماده های بیولوژیکی به اجرادرآمد. علاوه براین نتایج اولیۀ عددی ارزیابی کیفی مدل نیز ارائه می گردد.

کلید واژگان : هایپر الاستیسیته، معادله انرژی کرنشی، آنالیز المان محدود، فشار تماسی، مدل سه بعدی پا، کفی کفش، سی تی اسکن

مشخصات

توسط: P. J. Antunes, G. R. Dias, A.T. Coelho, F. Rebelo and T. Pereira سال انتشار: 2008 میلادی تعداد صفحات متن اصلی: 11 تعداد صفحات متن ترجمه: 9 تاریخ درج: ۱۳۹۵/۵/۱۹ منبع: دیتاسرا

خرید آنلاین فایل ترجمه

عنوان: مدل سازی المان محدود غیرخطی مدل سه بعدی آناتومی دقیق پا حجم: 3.03 مگابایت فرمت فایل: pdf قیمت: 129500 تومان رمز فایل (در صورت نیاز): www.datasara.com نرم افزارهای مورد نیاز: winrar - adobe acrobat - office