基于頸部肌肉主動(dòng)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(huì)導(dǎo)致傷者伴有長期的后遺癥，給社會(huì)和個(gè)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(yàn)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(duì)乘員頸部損傷機(jī)理的研究，特別是考慮肌肉主動(dòng)力作用的影響，對(duì)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(dòng)力的乘員頭頸部有限元

2、模型，并在后碰撞條件下驗(yàn)證其有效性；研究后碰撞中頸部肌肉主動(dòng)力對(duì)頭頸部動(dòng)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(jì)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(dòng)材料屬性,在后碰撞條件下驗(yàn)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(duì)該模型進(jìn)行了有效性驗(yàn)證。最后在頸部肌肉處于主、被動(dòng)兩種響應(yīng)狀態(tài)時(shí)，分析了不同碰撞強(qiáng)度對(duì)乘員頭頸部動(dòng)力學(xué)響應(yīng)和頸部生物力學(xué)響應(yīng)的影響,同時(shí)分析了座椅幾何參數(shù)對(duì)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(yàn)證結(jié)果與志愿者試驗(yàn)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(shí)脊柱與座椅的相