上海交通大学学报

上海交通大学学报 ›› 2015, Vol. 49 ›› Issue (12): 1893-1899.doi: 10.16183/j.cnki.jsjtu.2015.12.023

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几何非线性对于人耳传声特性影响的数值分析

田佳彬, 饶柱石, 塔娜, 许立富, 黄新生   

  1. 上海交通大学, 复旦大学附属中山医院
  • 发布日期:2025-07-01

几何非线性对于人耳传声特性影响的数值分析

田佳彬, 饶柱石, 塔娜, 许立富, 黄新生   

  1. 上海交通大学, 复旦大学附属中山医院
  • Published:2025-07-01

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摘要： 采用有限元单元法分析了不同的中耳静压加载下,几何非线性对于人耳传声动态特性的影响.首先建立了包含外耳道、中耳和简化耳蜗的人耳有限元模型,通过与实验数据的比对验证了模型的有效性.其次,基于有限变形理论,在几何非线性中考虑大变形和预应力对于系统刚度矩阵的影响,计算了-2.0 kPa到+2.0 kPa的静压加载下,鼓膜脐部和镫骨底板于0.25～8.00 kHz频域内的位移响应.结果表明,当只考虑几何非线性时,中耳正压对于人耳动态特性的影响主要集中0～2.5 kHz的低频段,并会导致中耳结构的软化,而负压的加载则会导致中耳结构的刚化现象.

关键词: 几何非线性, 人耳, 中耳静压, 有限元分析

Abstract: 采用有限元单元法分析了不同的中耳静压加载下,几何非线性对于人耳传声动态特性的影响.首先建立了包含外耳道、中耳和简化耳蜗的人耳有限元模型,通过与实验数据的比对验证了模型的有效性.其次,基于有限变形理论,在几何非线性中考虑大变形和预应力对于系统刚度矩阵的影响,计算了-2.0 kPa到+2.0 kPa的静压加载下,鼓膜脐部和镫骨底板于0.25～8.00 kHz频域内的位移响应.结果表明,当只考虑几何非线性时,中耳正压对于人耳动态特性的影响主要集中0～2.5 kHz的低频段,并会导致中耳结构的软化,而负压的加载则会导致中耳结构的刚化现象.

Key words: 几何非线性, 人耳, 中耳静压, 有限元分析