基于頸部肌肉主動力的乘員后碰撞頸部損傷機(jī)理與防護(hù)研究.pdf

1、頸部損傷是交通事故中最常見的損傷，也是最致命的損傷形式之一，往往會導(dǎo)致傷者伴有長期的后遺癥，給社會和個人造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和精神損失。多年來研究者們進(jìn)行了大量的試驗和數(shù)值研究，但由于頸部復(fù)雜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及生物力學(xué)特性，人們?nèi)詿o法確定頸部的損傷機(jī)理。因此，通過對乘員頸部損傷機(jī)理的研究，特別是考慮肌肉主動力作用的影響，對減輕頸部損傷保護(hù)乘員安全具有積極的意義。
　　本文目的在于建立具有較高生物逼真度的可模擬肌肉主動力的乘員頭頸部有限元

2、模型，并在后碰撞條件下驗證其有效性；研究后碰撞中頸部肌肉主動力對頭頸部動力學(xué)響應(yīng)及頸部生物力學(xué)響應(yīng)的影響，為開發(fā)設(shè)計更安全的座椅約束系統(tǒng)提供理論依據(jù)。
　　本文首先以50百分位成年男性頸部的MRI資料為依據(jù)，重建了人體頸部肌肉的三維模型，采用克里格插值方法將其與頭頸基礎(chǔ)模型進(jìn)行匹配，并劃分網(wǎng)格定義頸部肌肉的主被動材料屬性,在后碰撞條件下驗證建立的頭頸模型的有效性。然后采用建立的頭頸有限元模型、BioRID II假人有限元模型軀干部

3、分、安全帶模型和座椅模型建立了用于分析頸部損傷生物力學(xué)的后碰撞混合模型，并對該模型進(jìn)行了有效性驗證。最后在頸部肌肉處于主、被動兩種響應(yīng)狀態(tài)時，分析了不同碰撞強(qiáng)度對乘員頭頸部動力學(xué)響應(yīng)和頸部生物力學(xué)響應(yīng)的影響,同時分析了座椅幾何參數(shù)對頸部損傷的影響，并提出減輕頸部損傷的方法措施。
　　研究結(jié)果表明，建立的頭頸有限元模型的驗證結(jié)果與志愿者試驗結(jié)果吻合較好，具有較高的生物逼真度；建立的后碰撞混合模型可以較逼真的模擬后碰撞時脊柱與座椅的相