沙疗下人体下肢温度场对应力场的影响研究

摘要

通过室内沙疗实验结合有限元法,分析沙疗过程人体下肢温度场对应力场的影响规律,为沙疗治疗骨性关节炎的临床疗效提供理论支持。根据埋沙厚度(压力)、沙疗时人体下肢表面温度的不同,将受试者分为10cm45℃、10cm50℃、20cm45℃、20cm50℃四组,分别采集人体下肢埋沙300s、600s、900s、1200s时所受压力和沙体表面温度。应用Mimics、Geomagic、UG、ANSYS Workbench等软件分别模拟人体下肢在四种工况下总变形和等效应力,并比较埋沙厚度相同条件下,温度增大5℃时,其总变形和等效应力的相对改变量。结果显示,在沙疗300s、600s、900s、1200s时,10cm50℃组与10cm45℃组比较,人体下肢总变形和等效应力分别增大8.36%、5.43%、4.85%、3.27%和34.84%、33.78%、29.93%、24.25%;20cm50℃组与20cm45℃组比较,人体下肢总变形和等效应力分别增大6.97%、3.40%、2.22%、1.37%和21.28%、20.65%、17.27%、14.10%。结果表明,沙疗下人体下肢温度场对应力场有影响。埋沙厚度相同条件下,温度增大时,人体下肢的总变形和等效应力均增大,导致人体下肢应力状态不断发生改变,起到天然按摩作用,进而加快了血液的循环及缓解疲劳。