【生物力學】CAE模擬重負荷對人體脊柱的影響

最新消息

發佈日期 2022-11-24


【生物力學】CAE模擬重負荷對人體脊柱的影響

如何知道你每天背的背包是否在傷害你的背部?

這是美國一名高中生—— Anish Sarkar,正在煩惱的問題。他認為這是一種無形的流行病,希望通過了解最恰當地背負重物來減輕身體負擔,並防止受傷。
Sarkar應用 Ansys Mechanical,Ansys Space claim,Ansys Workbench 和 Ansys Granta 對各種背包類型和佩戴方式進行模擬分析,研究背包對身體結構造成的影響。
Sarkar在模擬中使用了三個模型:1. 是使用Ansys Space Claim創建的基本脊柱和胸腔模型,2. 在網上找到的兩個骨骼模型,3. 以肌肉為中心的人體模型。

 

Sarkar used three base models to prepare his simulation: a basic model that he created with Ansys SpaceClaim (left);
a skelton model he found online(center); and a muscle-only human body model he also found online (right).
 
使用 SpaceClaim 改裝在線模型,在Mechanical中為三個模型生成個網格。接下來,為每個模型添加了壓力點,以指示背包的壓力和重量在每個場景中的位置。
壓力點的位置會隨著背包類型和背帶長度的不同而變化,壓力的大小也會隨著背包重量的不同而變化。他使用 Ansys Granta MI 為模擬設置有機材料屬性。
利用 Mechanical 分析模型在施加壓力後的整體變形。這以兩種方式表示:數字和顏色。數字表示幫助 Sarkar 確定該場景是否可行。例如,如果變形值很大,
那麼現實生活中的場景就會讓人感到腰酸背痛。顏色表示用於可視化模型上的變形。