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汽车侧面碰撞时乘员骨盆损伤分析及保护研究
| 论文题名： | 汽车侧面碰撞时乘员骨盆损伤分析及保护研究 |
| 关键词： | 汽车侧面碰撞;乘员骨盆;有限元模型;损伤分析 |
| 摘要： | 在汽车侧面碰撞中，骨盆是人体易受损伤的部位之一。研究侧面碰撞中骨盆的损伤机理，可以了解骨盆损伤生物的因果关系，从而有效地设计汽车被动安全装置，提高乘员的安全性。本研究基于课题组50百分位中国女性单独骨盆的三维有限元模型，通过模型仿真性的提高，进一步进行了侧面碰撞仿真分析，研究骨盆在侧面碰撞中的损伤机理。 本研究主要工作如下: 1、根据CT扫描图片，通过阈值分割来提取骨盆部分主要肌肉结构。利用逆向工程原理和网格划分技术，构建代表50百分位中国女性含有骨盆主要肌肉的三维有限元模型。并参照坐姿肌肉形状对肌肉模型进行模拟。 2、把肌肉模型和已有的骨头模型进行连接，根据解剖学结构添加韧带，并填充软组织。盆腔脏器用填充的块来模拟，将构建的完整骨盆模型与下肢连接，包括肌肉、骨头、皮肤、软组织之间的连接。 3、对单独骨盆模型赋予材料参数、定义接触以及施加载荷，将其模拟结果与尸体实验进行对比，验证了模型的有效性;分别对有限元模型右侧髋臼关节表面施加1000N，2000N，3000N，4000N，5000N的侧面冲击力，建立它的损伤阈值。 4、对骨盆髋臼施加不同撞击速度，3m/s，4m/s，5m/s，比较三种速度下撞块与大转子接触面的接触力，得到撞击力随冲击速度增大而增大。速度越大，骨折发生的可能性越高。可以通过改变车门填充材料来缓冲车辆碰撞时对骨盆的撞击速度来减少骨折发生概率。 5、对比有肌肉等软组织的模型与没有软组织模型的分析结果。可以看出肌肉等软组织在骨盆承受汽车侧面碰撞时起到一定的缓冲作用。实验中应力比较大的部分发生在耻骨支，坐骨，髂骨脊，髋臼等骨折易发生处。通过安装车门防撞杆和安全气囊，能有效的减少冲击时的接触力和接触速度，减少骨盆骨折。 |
| 作者： | 郑会景 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 阮世捷 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 天津科技大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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