考虑乘员骨肌力学特性变化的颈部碰撞损伤分析

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由于颈部损伤漫长的治疗过程,对于受伤人群和整个社会造成了巨大的影响,颈部挥鞭损伤近年来引起了越来越多的关注。而目前对于颈部损伤的研究,主要通过假人的台车试验和数字假人有限元仿真试验进行。假人的结构和真人的生理结构存在较大不同,无法准确的模拟真实人体的损伤情况。依据假人进行的驾驶员颈部损伤分析能否对真实驾驶员进行安全保护成了一个疑问。本文首先通过驾驶员运动捕捉试验,采集驾驶员在碰撞发生前一时刻的姿态变化,并对驾驶员的姿态进行了分析。研究发现驾驶员在碰撞发生前一时刻,会下意识的向后,以躲避前方的障碍物,从而造成躯干、手臂、颈部挺直的现象。再通过Anybody骨肌力学软件,计算驾驶员在这一姿态下的颈部肌肉力。最后,通过对比添加颈部肌肉力的假人模型与原模型在相同工况下的碰撞损伤对比,研究颈部肌肉力对于碰撞损伤的影响。研究表明,驾驶员颈部肌肉力对于假人有限元模型的头部、颈部和胸部响应有着一定程度的影响。添加颈部肌肉力的假人模型损伤值相对原始Hybrid Ⅲ假人明显降低。本文探索了颈部肌肉力对于驾驶员碰撞安全保护的影响,验证了颈部肌肉紧张对于碰撞过程中驾驶员的头颈部起到了保护作用,对于以后研制进一步的细致化全身有限元假人模型研究提供了基础。
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