【摘 要】
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目的用数值模拟方法探讨人体骨密度改变对人体脊柱着陆冲击响应的影响。方法通过人体扫描CT图片构建人体头骨、颈椎、胸椎、腰椎、尾椎、骨盆、韧带的三维物质点模型,并将这
【机 构】
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清华大学航天航空学院; 中国航天员科研训练中心;
【基金项目】
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国家重点基础研究发展计划(2010CB832701);国家自然科学基金资助项目(10872107,60971094)
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目的用数值模拟方法探讨人体骨密度改变对人体脊柱着陆冲击响应的影响。方法通过人体扫描CT图片构建人体头骨、颈椎、胸椎、腰椎、尾椎、骨盆、韧带的三维物质点模型,并将这些模型固定连接作为人体脊柱模型固定置于利用MPM3D程序构建的长方体椅背物质点模型上,构建人体脊柱着陆冲击模型。在椅背上施加加速度载荷,模拟人体脊柱仰卧于椅背受到着陆冲击载荷的情况。通过改变脊柱骨骼密度及对应骨骼弹性模量模拟计算不同骨密度下人体脊柱的着陆冲击响应。结果正常骨骼密度时,人体脊柱的整体损伤评价γ值为1.589 3;骨密度分别减小2%、4%、6%、8%、10%时,对应人体脊柱的整体损伤评价γ值分别为1.608 6、1.634 7、1.641 0、1.662 5、1.680 5。结论在受到相同的冲击载荷时,人体骨骼密度越小,人体对冲击载荷的响应越大,越容易受伤。
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