可变刚度缓冲鞋垫结构设计及优化

作     者：胡军 刘国庆 王芳 杨涛 曹子君 张宇 何耀广 张建国 HU Jun;LIU Guoqing;WANG Fang;YANG Tao;CAO Zijun;ZHANG Yu;HE Yaoguang;ZHANG Jianguo

作者机构：天津科技大学机械工程学院天津300222 天津科技大学天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室天津300222 国家康复辅具研究中心北京100176 

基　　金：国家自然科学基金项目(12102301) 

出 版 物：《医用生物力学》 (Journal of Medical Biomechanics)

年 卷 期：2023年第38卷第3期

页      码：574-579页

摘      要：目的设计X型结构变刚度缓冲鞋垫,探究其对糖尿病截趾患者足底表面压力和内部应力的影响。方法基于CT影像建立糖尿病截趾患者足部-小腿有限元模型,根据足底压力分布特征进行鞋垫区域划分。设计X型结构3D打印缓冲鞋垫,通过改变结构面板厚度改变结构的模量,对划分区域填充不同模量的X型结构方案进行仿真分析。结果糖尿病截趾患者足底峰值压力在跟骨区,足趾区选用面板厚度1.2 mm结构、跖骨区选用面板厚度1.4 mm、足弓区选用面板厚度2.0 mm和足跟区选用面板厚度1.6 mm组合后的鞋垫减压效果最好。与赤足相比,此方案鞋垫分别降低足跟区峰值压力、趾骨区峰值压力和足底软组织内部应力40.18%、31.7%和50.45%。结论变刚度下3D打印鞋垫可有效降低足底表面压力、内部应力,减小二次截趾概率。

主 题 词：变刚度 足底压力 缓冲鞋垫 3D打印鞋垫 糖尿病截趾患者 

学科分类：0831[工学-公安技术类] 08[工学] 0836[0836] 

核心收录：

D　O　I：10.16156/j.1004-7220.2023.03.022

馆 藏 号：203122424...