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前碰中颈部肌肉主动力对头颈部动力学响应影响的研究
| 论文题名： | 前碰中颈部肌肉主动力对头颈部动力学响应影响的研究 |
| 关键词： | 交通事故;前碰撞假人;肌肉主动力;颈部损伤;动力学响应;仿真模型 |
| 摘要： | 相关统计表明，现代交通事故中颈部受伤的比例很大且有上升的趋势。虽然颈部损伤不是致命伤，但是由于对其损伤机理的认识还不够清楚，颈部损伤往往很难诊断和根治。数值仿真模型不仅能模拟志愿者试验以真实还原乘员碰撞情景，不受试验风险和伦理学上的严格限制，而且相对于机械假人具有更高的生物逼真度和可重复性。因此，具有良好生物逼真度的假人模型能够帮助研究人员更加深入了解事故中头颈部的损伤机理。 本文目的在于建立具有真实几何特征及颈部肌肉主动响应的前碰撞假人，并通过该假人分析在前碰撞中肌肉主动力及假人有无意识也就是主动力有无加载延迟对头颈部响应的影响。 本文首先介绍了前碰中颈部损伤的研究历史和现状，总结了事故中颈部的损伤机理及前人相关的建模资料。学习人体颈部解剖学结构和颈部生物力学；针对某一整车有限元模型基于相同的实验设置将其碰撞仿真结果与实验数据进行对比，以验证模型的有效性。参考相关设计参数，利用有限元软件建立了包含座椅、地板、三点式安全带在内的乘员约束系统模型；基于具有真实肌肉几何特征和动力学响应的头颈部有限元模型和Hybrid III假人建立适用于前碰撞仿真分析的混合假人模型；通过美国海军生物力学实验室志愿者台车试验结果数据对假人有效性进行验证。验证结果表明该混合假人适用于前碰撞的仿真研究。通过该混合假人模型研究在低、中、高速前碰撞中，颈部肌肉主动力及假人有无意识也就是主动力有无提前加载对头颈部响应的影响。结果表明在低、中、高速前碰撞中，颈部肌肉主动力都能有效的降低头部动力学参数和颈部生物组织的应力应变；碰撞前乘员具有危险意识也就是颈部肌肉主动力提前加载同样会降低头部动力学参数和颈部生物组织的应力应变，能够有效降低头颈部的损伤风险。 在本文研究中由于缺乏前碰撞中颈部肌肉激活程度的相关实验数据，混合假人颈部肌肉激活程度曲线是基于假人响应对激活程度的逆推。下一步研究是运用肌电测试仪对前碰撞中颈部肌肉激活程度进行研究以完善模型。 |
| 作者： | 胡伟 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 李凡 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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