汽車乘員腰椎的隨機(jī)振動響應(yīng)特性分析.pdf

1、近年來隨著汽車越來越大眾化，車輛舒適性和乘員的健康問題逐漸引起了人們的重視。由于發(fā)動機(jī)振動和路面不平度等因素，汽車乘員會暴露在振動環(huán)境中。研究表明駕駛員中有要痛癥狀的占60％左右，要明顯高于非駕駛?cè)藛T。為了研究汽車振動環(huán)境和人體腰椎病癥之間的關(guān)系，有必要提取人體腰椎部分進(jìn)行生物力學(xué)分析。本文通過建立人體T12-Pelvis三維有限元模型結(jié)合生物力學(xué)的知識，對處在車輛振動環(huán)境中人體腰椎進(jìn)行靜動態(tài)特性分析，以此來獲得人體脊椎在靜力學(xué)和振動環(huán)

2、境下的損傷機(jī)理。
　　首先，通過CT掃描、Mimics、Ansys等軟件建立完整的T12-Pelvis三位有限元模型，對該模型每一節(jié)段和整體分別進(jìn)行靜力加載，將結(jié)果同國內(nèi)外文獻(xiàn)對比，驗(yàn)證了模型的有效性。
　　其次，運(yùn)用Workbench靜力學(xué)分析模塊模擬T12-Pelvis有限元模型中T12-L1節(jié)段和整體模型在直立、前俯、單向側(cè)彎、軸向扭轉(zhuǎn)四種坐姿下的靜力學(xué)環(huán)境，提取出T12-Pelvis的位移、應(yīng)力等靜力學(xué)仿真結(jié)果，分析

3、結(jié)果得出人體腰椎承受靜力載荷的結(jié)構(gòu)和容易受損的部位，總結(jié)出人體腰椎承受靜力時(shí)的損傷機(jī)理。
　　再次，利用Workbench中動態(tài)分析模塊對T12-Pelvis有限元模型整體進(jìn)行模態(tài)分析，分析模型的固有頻率和振型可知第三階模態(tài)對人體影響最大。改變?nèi)梭w上半身重心的坐標(biāo)后的模態(tài)分析，結(jié)果表明重心的改變會導(dǎo)致固有頻率提高，重心后移會減小共振位移，前移會增大共振位移。
　　最后，在模態(tài)分析的基礎(chǔ)上，以路面不平度功率譜作為輸入激勵，對乘