
عنوان: بیومکانیک ستون مهرهها
نویسنده: نوید ارجمند، حامد اسدی
نوبت چاپ: دوم
سال چاپ: 1398
قطع: وزیری
تعداد صفحات: 128
شابک: 9789642082162
ناشر: مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف
قیمت: 70000 تومان
افزودن به سبد خرید
خرید نسخه الکترونیک
نویسنده: نوید ارجمند، حامد اسدی
نوبت چاپ: دوم
سال چاپ: 1398
قطع: وزیری
تعداد صفحات: 128
شابک: 9789642082162
ناشر: مؤسسه انتشارات علمی دانشگاه صنعتی شریف
قیمت: 70000 تومان
افزودن به سبد خرید
خرید نسخه الکترونیک

ارسال پاسخ

ارسال پاسخ
فهرست مطالب
فصل 1. مقدمه 1
1-1 شیوع بیماری کمردرد 2
1 - 2 عوامل ایجاد کمردرد 3
1 - 3 نقش مهندس بیومکانیک در کاهش خطر آسیب کمر 4
فصل 2. تحلیل بیومکانیکی ستون مهرهها 5
2 - 1 حد تحمل بخشهای مختلف ستون مهرهها 7
2 - 2 اندازهگیری مستقیم بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها 9
2 - 3 اندازهگیری غیرمستقیم بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها 11
2 - 4 اندازهگیری بارهای وارد بر ستون مهرهها با استفاده از مدلهای بیومکانیکی 14
فصل 3. آناتومی ستون مهرهها 15
3 - 1 درجات آزادی ستون مهرهها 15
3 - 2 معرفی بخشهای مختلف ستون مهرهها 16
3 - 3 آناتومی مهرهها 18
3 - 4 آناتومی دیسک 21
3 - 5 آناتومی رباطهای ستون مهرهها 23
3 - 6 خواص مکانیکی دیسک 23
3 - 7 عضلات ستون مهرهها 26
فصل 4. آناتومی و حرکت ستون مهرهها 33
4 - 1 نقش عضلات در بدن 33
4 - 2 نیروی فعال و غیرفعال عضلات 40
4 - 3 اندازهگیری مشخصات هندسی عضلات 42
4 - 4 مفاهیم پایهای بیومکانیک ستون مهرهها 43
4 - 5 اندازهگیری پارامترهای حرکتی 45
4 - 6 ویژگیهای استخوانی ستون مهرهها 46
4 - 7 تنسنجی 47
فصل 5. مدلهای بیومکانیکی ستون مهرهها 49
5 - 1 اندازهگیری نیروهای وارد بر ستون مهرهها در یک فعالیت مشخص 49
5 - 2 روشهای پیشبینی موقعیت بدن 52
5 - 3 گشتاور خمشی بافتهای غیرفعال (Mp) 53
5 - 4 نقش عضلات اگونیست و انتاگونیست 55
5 - 5 نقص مکانیکی عضلات 58
5 - 6 حل مسئلۀ افزونگی نیروها 59
5 - 7 مدلهای بیومکانیکی بر پایۀ بهینهسازی 62
5 - 8 مدلهای بیومکانیکی بر پایۀ الکترومایوگرافی (EMG) 71
5 - 9 سازوکارهای کمکی 78
5 - 10 کمبودهای عمدۀ مدلهای بیومکانیکی دارای یک مفصل تعادلی 82
5 - 11 مقایسۀ مدلهای برپایۀ EMG و بهینهسازی 82
5 - 12 اعتبارسنجی مدلهای بیومکانیکی 83
فصل 6 . پایداری ستون مهرهها 85
6 - 1 مفهوم پایداری ستون مهرهها 85
6 - 2 تعیین بار بحرانی ستون مهرهها در برابر ناپایداری مکانیکی 87
6 - 3 تحلیل پایداری ستون مهرهها با استفاده از روش اجزای محدود 87
6 - 4 مطالعۀ تجربی پایداری ستون مهرهها 89
فصل 7. راهنمای باربرداری نایاش 91
7 - 1 معیارهای منظورشده در رابطۀ نایاش 91
7 - 2 معادلۀ اصلاحشدۀ نایاش در سال 1991 93
7 - 3 محدودیتهای راهنمای باربرداری نایاش 100
فصل 8. ابزار و نرمافزارهای محاسبۀ بارهای وارد بر ستون مهرهها 101
8 - 1 رابطۀ محاسبۀ دستی بار فشاری روی ستون مهرهها 101
8 - 2 چندجملهای ساده 102
8 - 3 نرمافزار 3DSSPP دانشگاه میشیگان 103
8 - 4 نرمافزار Any Body 103
8 - 5 معادلات رگرسیونی 105
8 - 6 مدل بیومکانیکی اتصال ـ قطعه 105
مراجع 109
واژهنامۀ فارسی ـ انگلیسی 115
فهرست راهنما 119
پیشگفتار مؤلفان
ستون مهرههای انسان بهطور دائم در معرض بارهای مکانیکی قرار دارد که مقدار آنها بسته به نوع فعالیت فیزیکی وی تغییر میکند. ستون مهرهها سازهای مکانیکی است که از بافتهای سخت (استخوانها) و بافتهای نرم (عضلات، رباطها، دیسکها و...) تشکیل شده و در اثر این بارها در معرض خطر آسیب مکانیکی مختلف قرار میگیرد. بنابراین مانند سایر سازههای مکانیکی که نیاز به تحلیل نیرو و تنش برای اطمینان از عدمتسلیم و شکست دارند، ستون مهرههای انسان نیز نیاز به تحلیل نیرو دارد تا اطمینان حاصل شود که در فعالیتهای روزمرۀ فیزیکی، شغلی، ورزشی و تفریحی دچار آسیب مکانیکی نمیشود. هدف اصلی از نگارش این کتاب بیان روشهای مختلف آزمایشگاهی و تحلیلی ـ عددی برای تحلیل نیروی وارد بر ستون مهرهها در حین فعالیتهای فیزیکی انسان است. پس از بیان روشهای مستقیم و غیرمستقیم آزمایشگاهی برای اندازهگیری انواع بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها در حین فعالیتهای فیزیکی و اثبات کاربردی نبودن این روشها بهدلیل آسیبزایی و نیز هزینههای بالای آزمایشگاهی، تلاش شده است روشهای شبیهسازی و مدلسازی برای تحلیل نیروهای ستون مهرهها ارائه شود. دلیل تمرکز کتاب بر ستون مهرهها به دو دلیل است؛ شیوع آسیبهای اسکلتی ـ عضلانی در ستون مهرهها بسیار بیشتر از سایر مفاصل مانند مچ پا و دست، زانو، شانه و آرنج است. دیگر اینکه همۀ مفاصل بدن تکمفصل هستند و درنتیجه هندسۀ نسبتاً سادهای دارند، درحالیکه ستون مهرههای انسان مفاصل متعدد بههمپیوسته با هندسه و آناتومی بسیار پیچیده دارد، طوریکه فهم بیومکانیک آن باعث تسهیل در فهم سایر مفاصل بدن نیز میشود. تاکنون کتابی در زمینۀ تحلیل نیروهای ستون مهرههای انسان تألیف نشده و بیشتر مطالب این کتاب برگرفته از مقالات نویسندۀ اول و فعالیتهای پژوهشی وی در طول پانزده سال گذشته است. نویسندگان کوشیدهاند مطالب را به زبان ساده ارائه کنند تا هر دانشجو یا مهندس آشنا با دروس پایۀ استاتیک و مقاومت مصالح بتواند مطالب کتاب را بهسادگی دنبال کند. امید است این کتاب در جهت ارتقای دانش پژوهشگران و متخصصان این حوزه مفید واقع شود.
فصل 1. مقدمه 1
1-1 شیوع بیماری کمردرد 2
1 - 2 عوامل ایجاد کمردرد 3
1 - 3 نقش مهندس بیومکانیک در کاهش خطر آسیب کمر 4
فصل 2. تحلیل بیومکانیکی ستون مهرهها 5
2 - 1 حد تحمل بخشهای مختلف ستون مهرهها 7
2 - 2 اندازهگیری مستقیم بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها 9
2 - 3 اندازهگیری غیرمستقیم بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها 11
2 - 4 اندازهگیری بارهای وارد بر ستون مهرهها با استفاده از مدلهای بیومکانیکی 14
فصل 3. آناتومی ستون مهرهها 15
3 - 1 درجات آزادی ستون مهرهها 15
3 - 2 معرفی بخشهای مختلف ستون مهرهها 16
3 - 3 آناتومی مهرهها 18
3 - 4 آناتومی دیسک 21
3 - 5 آناتومی رباطهای ستون مهرهها 23
3 - 6 خواص مکانیکی دیسک 23
3 - 7 عضلات ستون مهرهها 26
فصل 4. آناتومی و حرکت ستون مهرهها 33
4 - 1 نقش عضلات در بدن 33
4 - 2 نیروی فعال و غیرفعال عضلات 40
4 - 3 اندازهگیری مشخصات هندسی عضلات 42
4 - 4 مفاهیم پایهای بیومکانیک ستون مهرهها 43
4 - 5 اندازهگیری پارامترهای حرکتی 45
4 - 6 ویژگیهای استخوانی ستون مهرهها 46
4 - 7 تنسنجی 47
فصل 5. مدلهای بیومکانیکی ستون مهرهها 49
5 - 1 اندازهگیری نیروهای وارد بر ستون مهرهها در یک فعالیت مشخص 49
5 - 2 روشهای پیشبینی موقعیت بدن 52
5 - 3 گشتاور خمشی بافتهای غیرفعال (Mp) 53
5 - 4 نقش عضلات اگونیست و انتاگونیست 55
5 - 5 نقص مکانیکی عضلات 58
5 - 6 حل مسئلۀ افزونگی نیروها 59
5 - 7 مدلهای بیومکانیکی بر پایۀ بهینهسازی 62
5 - 8 مدلهای بیومکانیکی بر پایۀ الکترومایوگرافی (EMG) 71
5 - 9 سازوکارهای کمکی 78
5 - 10 کمبودهای عمدۀ مدلهای بیومکانیکی دارای یک مفصل تعادلی 82
5 - 11 مقایسۀ مدلهای برپایۀ EMG و بهینهسازی 82
5 - 12 اعتبارسنجی مدلهای بیومکانیکی 83
فصل 6 . پایداری ستون مهرهها 85
6 - 1 مفهوم پایداری ستون مهرهها 85
6 - 2 تعیین بار بحرانی ستون مهرهها در برابر ناپایداری مکانیکی 87
6 - 3 تحلیل پایداری ستون مهرهها با استفاده از روش اجزای محدود 87
6 - 4 مطالعۀ تجربی پایداری ستون مهرهها 89
فصل 7. راهنمای باربرداری نایاش 91
7 - 1 معیارهای منظورشده در رابطۀ نایاش 91
7 - 2 معادلۀ اصلاحشدۀ نایاش در سال 1991 93
7 - 3 محدودیتهای راهنمای باربرداری نایاش 100
فصل 8. ابزار و نرمافزارهای محاسبۀ بارهای وارد بر ستون مهرهها 101
8 - 1 رابطۀ محاسبۀ دستی بار فشاری روی ستون مهرهها 101
8 - 2 چندجملهای ساده 102
8 - 3 نرمافزار 3DSSPP دانشگاه میشیگان 103
8 - 4 نرمافزار Any Body 103
8 - 5 معادلات رگرسیونی 105
8 - 6 مدل بیومکانیکی اتصال ـ قطعه 105
مراجع 109
واژهنامۀ فارسی ـ انگلیسی 115
فهرست راهنما 119
پیشگفتار مؤلفان
ستون مهرههای انسان بهطور دائم در معرض بارهای مکانیکی قرار دارد که مقدار آنها بسته به نوع فعالیت فیزیکی وی تغییر میکند. ستون مهرهها سازهای مکانیکی است که از بافتهای سخت (استخوانها) و بافتهای نرم (عضلات، رباطها، دیسکها و...) تشکیل شده و در اثر این بارها در معرض خطر آسیب مکانیکی مختلف قرار میگیرد. بنابراین مانند سایر سازههای مکانیکی که نیاز به تحلیل نیرو و تنش برای اطمینان از عدمتسلیم و شکست دارند، ستون مهرههای انسان نیز نیاز به تحلیل نیرو دارد تا اطمینان حاصل شود که در فعالیتهای روزمرۀ فیزیکی، شغلی، ورزشی و تفریحی دچار آسیب مکانیکی نمیشود. هدف اصلی از نگارش این کتاب بیان روشهای مختلف آزمایشگاهی و تحلیلی ـ عددی برای تحلیل نیروی وارد بر ستون مهرهها در حین فعالیتهای فیزیکی انسان است. پس از بیان روشهای مستقیم و غیرمستقیم آزمایشگاهی برای اندازهگیری انواع بارهای مکانیکی وارد بر ستون مهرهها در حین فعالیتهای فیزیکی و اثبات کاربردی نبودن این روشها بهدلیل آسیبزایی و نیز هزینههای بالای آزمایشگاهی، تلاش شده است روشهای شبیهسازی و مدلسازی برای تحلیل نیروهای ستون مهرهها ارائه شود. دلیل تمرکز کتاب بر ستون مهرهها به دو دلیل است؛ شیوع آسیبهای اسکلتی ـ عضلانی در ستون مهرهها بسیار بیشتر از سایر مفاصل مانند مچ پا و دست، زانو، شانه و آرنج است. دیگر اینکه همۀ مفاصل بدن تکمفصل هستند و درنتیجه هندسۀ نسبتاً سادهای دارند، درحالیکه ستون مهرههای انسان مفاصل متعدد بههمپیوسته با هندسه و آناتومی بسیار پیچیده دارد، طوریکه فهم بیومکانیک آن باعث تسهیل در فهم سایر مفاصل بدن نیز میشود. تاکنون کتابی در زمینۀ تحلیل نیروهای ستون مهرههای انسان تألیف نشده و بیشتر مطالب این کتاب برگرفته از مقالات نویسندۀ اول و فعالیتهای پژوهشی وی در طول پانزده سال گذشته است. نویسندگان کوشیدهاند مطالب را به زبان ساده ارائه کنند تا هر دانشجو یا مهندس آشنا با دروس پایۀ استاتیک و مقاومت مصالح بتواند مطالب کتاب را بهسادگی دنبال کند. امید است این کتاب در جهت ارتقای دانش پژوهشگران و متخصصان این حوزه مفید واقع شود.