兔单椎轴向动态冲击的实验研究

作者：杜一铭; 张绪树^*; 郭媛; 徐凡丁; 盛文倩

来源：医用生物力学, 2020, 35(05): 595-601.

DOI：10.16156/j.1004-7220.2020.05.012

• 单椎
• 冲击
• 应力
• 应变
• 动荷系数
• 破坏能量

目的通过对兔单椎进行动态冲击破坏试验,并与静态压缩实验进行对比,研究椎体轴向冲击的损伤机制。方法通过落锤动态冲击实验装置,利用示波器和高速摄影获得力传感器的电压波形图和椎体冲击的详细过程。结果胸、腰椎平均静态载荷分别为910、947 N,平均动态载荷分别为1 196、1 026 N;胸、腰椎平均动荷系数分别为1.37和1.08。静载条件下,胸、腰椎平均等效应力为15.28、12.51 MPa;动载条件下,胸、腰椎平均等效应力20.03、13.56 MPa。动态冲击过程中,纵向、横向平均应变分别为-0.3和-0.005(压缩);动载条件下,椎骨的破坏能量从0 J一直增大到4.4 J。结论在动、静态实验条件下,同一椎体动态载荷大于静态载荷;胸椎平均动荷系数大于腰椎;胸椎应力大于腰椎;椎体受到轴向冲击力时纵向应变大于横向应变;椎体能量增长呈现先缓慢后快速的过程。研究结果可以为临床人脊柱椎体损伤的预防和康复提供指导意见。

• 单位
  太原理工大学; 生物医学工程学院