基于SPH-FEM手指模型的皮肤摩擦行为分析

摘要：

针对基于传统有限元算法(FEM)的手指模型并不能很好地模拟皮肤大变形的问题,提出了一种基于有限元和光滑粒子动力学耦合算法(SPH-FEM)的手指建模方法,以保证模型在大变形和极端变形情况下的适应性.由于该方法本身具有的“无网格”特性,其对皮肤组织表现出流固双相特性的模拟上对比传统的FEM方法具有天然优势.建立了基于SPH-FEM手指建模方法的手指模型,进行尖刺刺入仿真试验和平板摩擦仿真试验,考察皮肤的应力应变.为了验证SPH-FEM手指建模方法的合理性和有效性,对基于SPH-FEM手指模型与基于FEM手指建模方法进行比较.结果表明,SPH-FEM手指模型在整体形变趋势上与FEM手指模型较为一致,并且在应对大变形时响应速度相较于FEM手指模型明显加快,但存在一定的滞后性;SPH-FEM手指模型在小变形时的精度稍显不足.

关键词：生物流体、有限元和光滑粒子动力学耦合算法、手指模型、有限元分析、摩擦

所属期刊栏目：37

分类号：S810.6(普通畜牧学)

资助基金：江苏省自然科学基金资助项目;国家自然科学基金资助项目;中国博士后科学基金面上资助项目;江苏省博士后基金资助项目;江苏大学高级人才科研启动基金资助项目

在线出版日期：2020-03-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1067-1071