汽車座椅約束環(huán)境下人體脊椎的靜動(dòng)態(tài)特性分析.pdf

1、隨著汽車機(jī)動(dòng)性能的不斷完善，人們開始對(duì)汽車的乘坐舒適性提出了更高的要求。車輛座椅的減振性能及舒適性對(duì)長期駕車、乘車所致的各種脊椎類疾病有很大的影響。研究發(fā)現(xiàn)即使小幅度循環(huán)振動(dòng)載荷的長期作用與積累也可導(dǎo)致脊椎椎間盤的退化及與長期振動(dòng)相關(guān)聯(lián)的多種脊椎類病癥。雖然座椅的減振性能不斷地得到改善，但近年來的一些研究表明，車輛振動(dòng)問題仍然是人體下腰疼痛發(fā)病率的一個(gè)不可忽略的原因。車輛振動(dòng)對(duì)人體脊椎的損傷已日益受到關(guān)注，近年來國際上已提出利用人體脊椎

2、彎曲姿態(tài)的調(diào)整達(dá)到人體脊椎安全保護(hù)的目的。目前國際上，在該方面的研究尚處于起步階段。本文研究課題來源于國家自然科學(xué)基金，本文主要研究車輛座椅支撐對(duì)人體脊椎振動(dòng)形態(tài)的影響。
　　一.通過CT掃描技術(shù)獲得DICOM格式的人體脊椎數(shù)據(jù)。利用MIMICS軟件建立人體腰椎—骨盆—骶髂復(fù)合體的三維模型。利用ANSYS軟件建立人體椎間盤和韌帶，最終獲得人體脊椎L1-Pelvis段的三維有限元模型。
　　二.選取人體腰椎容易患病的L4-L5

3、運(yùn)動(dòng)段，對(duì)其進(jìn)行生物力學(xué)驗(yàn)證，證明所建模型的有效性。對(duì)不同坐姿下的脊椎彎曲姿態(tài)，進(jìn)行靜力學(xué)分析，獲得應(yīng)力分布和位移變化規(guī)律。分析人體不同前俯角度對(duì)椎間盤的影響。
　　三.利用人體脊椎L1-Pelvis段的三維有限元模型，進(jìn)行了人體不同姿態(tài)下的腰椎生物力學(xué)分析。分析結(jié)果為座椅的靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)提供科學(xué)的理論依據(jù)。
　　四.分別在垂直坐姿和座椅約束條件下，對(duì)L1-Pelvis段的三維有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析，并提取各階響應(yīng)頻率和模態(tài)