基于粘弹性-超弹性本构理论的人耳动力学建模
为了研究人耳系统的动力学特性,利用微CT扫描和逆向成型技术建立了包含外耳道、中耳以及耳蜗的整耳有限元模型,并充分考虑人耳系统软组织的粘弹性和超弹性材料属性,完成了基于粘弹性-超弹性本构的人耳动力学模型.分别用Ogden应变能函数和Prony级数对人耳软组织的超弹性和粘弹性实验数据进行拟合,并通过Mises等效应变,计算出能应用于动态分析的长期模量,实现粘弹性和超弹性本构的联合建模.通过声-固-液多场耦合分析,仿真结果与实验数据吻合良好,验证了模型的有效性.并在此基础上,分析了中耳静压(±2Kpa)作用下的人耳系统动力学特性.结果表明,考虑粘弹性材料会提高人耳系统在高频处的动态响应;在中耳静压作用下,中耳结构的超弹性材料会发生刚化效应.研究结果说明在人耳动力学建模中同时考虑人耳软组织的粘弹性和超弹性材料是必要的,本文的研究方法为建立更精确的人耳有限元模型提供基础.
人耳系统 动力学特性 鼓膜脐部 镫骨底板 中耳压强
张景 田佳彬 塔娜 饶柱石
上海交通大学振动、冲击、噪声研究所机械系统与振动国家重点实验室,上海200240
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2016-08-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）