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文章速递自动驾驶中座椅旋转速度对乘员的影响 认领
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作者 武和全 张家飞 胡林 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期226-231,304,共7页
为提高自动驾驶车辆的安全性,提出用一种旋转速度曲线把座椅旋转至指定角度,研究此旋转速度下的乘员生物力学响应。首先,根据所建立的碰撞模型与假人试验数据进行对比验证;其次,改变座椅旋转方向和速度研究乘员旋转至指定位置乘员的生... 为提高自动驾驶车辆的安全性,提出用一种旋转速度曲线把座椅旋转至指定角度,研究此旋转速度下的乘员生物力学响应。首先,根据所建立的碰撞模型与假人试验数据进行对比验证;其次,改变座椅旋转方向和速度研究乘员旋转至指定位置乘员的生物力学响应。结果表明:在200 ms内采用等腰梯形旋转速度曲线旋转至±45°和±90°不会引起乘员额外的损伤风险。 展开更多
关键词 自动驾驶 安全座椅 乘员损伤 生物力学响应 旋转速度曲线
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过载性损伤与防护生物力学 认领
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作者 王丽珍 樊瑜波 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期124-168,共45页
损伤与防护生物力学(injury and protection biomechanics)是研究生物组织或器官损伤机理及其防护方法的一门交叉性学科,属于现代生物力学的重要分支.其研究目标是降低载荷环境下组织或器官的损伤程度,主要内容包括载荷造成生物组织和... 损伤与防护生物力学(injury and protection biomechanics)是研究生物组织或器官损伤机理及其防护方法的一门交叉性学科,属于现代生物力学的重要分支.其研究目标是降低载荷环境下组织或器官的损伤程度,主要内容包括载荷造成生物组织和器官的损伤机制、损伤耐受极限以及损伤过程中的生物力学动态响应、如何改善组织和器官所处的力学环境降低其损伤程度、有效的防护装备优化设计思路.高过载性载荷由于其作用短时性和爆发性具有较高致命性,因此,人在过载环境下的抗损伤能力已越来越成为航空器研制、汽车性能提升、运动员竞技能力提升与充分发挥的瓶颈;尤其是更快、更灵活新型飞机的出现,超音速弹射救生、大过载高增长率的机动飞行防护等问题向损伤与防护生物力学研究提出了新的挑战,同时也为损伤与防护生物力学的发展提供了新发展机遇.随着科技不断进步,航空航天、交通事故、体育运动乃至日常生活中老年人跌倒等过程中人体冲击过载性损伤越来越呈现发生率高、防护效率低等问题,一方面由于人体耐限实验会造成损伤而难以获得真实数据,另一方面生物组织具有复杂非线性及黏弹性、可再生和重建特性,涉及到如何精准描述生物组织或器官的本构关系、组织解剖学特征与其力学特性之间相关性,建立不同尺度的组织或器官损伤机理与耐受极限、防护方法及防护装备设计准则.为此,本文将主要总结过载性损伤与防护生物力学的主要研究内容和研究方法,并在此基础上针对人体在复杂过载环境下的损伤类型、损伤机制(包括生物力学和力学生物学响应)、损伤耐限及防护方法进行回顾,包括近年来该领域国内外的主要进展,并提出该领域发展趋势.过载性损伤与防护生物力学研究对于保障和提高复杂过载环境下人体安全性具有重要意义 展开更多
关键词 损伤 防护 耐限 生物力学响应
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3岁儿童颈部屈伸运动生物力学响应研究 认领 被引量:1
3
作者 崔世海 封笑丹 +3 位作者 李海岩 贺丽娟 吕文乐 阮世捷 《天津科技大学学报》 CAS 2020年第1期67-71,共5页
利用3岁儿童头颈部有限元模型,研究儿童颈部在屈伸运动过程中的生物力学响应.完善了现有3岁儿童头颈部有限元模型,重构儿童颈部弯曲尸体实验,进一步验证了3岁儿童头颈部有限元模型有效性;对比分析了有无肌肉组织对颈部弯曲生物力学响应... 利用3岁儿童头颈部有限元模型,研究儿童颈部在屈伸运动过程中的生物力学响应.完善了现有3岁儿童头颈部有限元模型,重构儿童颈部弯曲尸体实验,进一步验证了3岁儿童头颈部有限元模型有效性;对比分析了有无肌肉组织对颈部弯曲生物力学响应的影响.结果表明,弯曲仿真实验的力矩–旋转角度曲线与尸体实验力矩–旋转角度曲线相符,该模型有效性得到验证,可用于研究儿童颈部不同载荷条件下的生物力学响应及损伤机制.仿真实验中包含肌肉组织模型的颈部旋转角度明显小于无肌肉组织模型,包含肌肉组织模型在弯曲时颈部韧带最大应变小于无肌肉组织颈部模型,在研究儿童颈部生物力学响应时必须考虑肌肉的影响. 展开更多
关键词 儿童颈部有限元模型 肌肉组织 颈部弯曲 生物力学响应
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老年乘员在自动驾驶车辆中的碰撞响应研究 认领 被引量:1
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作者 武和全 旷世杰 胡林 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期144-154,共11页
全球老龄化的时代正在来临。自动驾驶车辆的出现,对于老年人来说,将会是最便利的交通出行工具,可以减少因操作失误而引起的汽车碰撞事故。自动驾驶车辆依靠雷达等传感器能够在汽车发生碰撞前约350ms内识别不可避免的碰撞,这段时间对于... 全球老龄化的时代正在来临。自动驾驶车辆的出现,对于老年人来说,将会是最便利的交通出行工具,可以减少因操作失误而引起的汽车碰撞事故。自动驾驶车辆依靠雷达等传感器能够在汽车发生碰撞前约350ms内识别不可避免的碰撞,这段时间对于乘员的主动安全防护至关重要。研究提出一种通过旋转座椅来改变人体朝向与碰撞方向相对位置,从而提高老年乘员在自动驾驶车辆中碰撞安全性。通过尸体试验数据对老年人体乘员有限元模型进行验证;将已验证过的模型应用于自动驾驶车辆的正面碰撞试验中,分析不同座椅朝向(0°、45°、90°、135°、180°)下的老年人体碰撞响应;研究老年人体乘员在座椅旋转过程中的运动响应;预测老年人体乘员在先自主旋转后发生碰撞的损伤风险。试验结果表明,在不同朝向正面碰撞模拟试验中乘员损伤对比,得出座椅朝向与碰撞方向呈180°时人体损伤风险最低。在200ms内将座椅旋转至与碰撞方向呈180°的位置,老年乘员的损伤风险低于阈值。研究表明自动驾驶车辆当感应到不可避免的碰撞时,及早地对座椅朝向进行调整,如果能够在碰撞发生前的350ms内将座椅朝向调整到180°的"朝后"位置,将有利于降低老年乘员的损伤。 展开更多
关键词 机械结构工程 自动驾驶车辆 碰撞安全性 座椅朝向 主动安全策略 生物力学响应
便携式风力灭火机作业手传振动生物力学建模实验研究 认领
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作者 马文凯 李文彬 +1 位作者 文剑 李伟林 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第19期38-44,共7页
为了能准确预测便携式风力灭火机振动给人体手臂带来的影响,降低人体手臂模型的复杂程度,结合便携式风力灭火机作业的实际情况,建立了五自由度手传振动生物力学模型,并考虑了肘部呈90°的弯曲臂姿势。根据手臂系统的生物动力学特征... 为了能准确预测便携式风力灭火机振动给人体手臂带来的影响,降低人体手臂模型的复杂程度,结合便携式风力灭火机作业的实际情况,建立了五自由度手传振动生物力学模型,并考虑了肘部呈90°的弯曲臂姿势。根据手臂系统的生物动力学特征及在操作过程中人体手臂的动态平衡状态,进行力学分析建立系统机械等效模型,设计标准振动实验平台,辨识手臂模型参数,并将模型预测数据与便携式风力灭火机的实测数据进行了比较。结果表明:在肘部呈90°姿势、握力30 N、推力50 N状态下,模型响应与平均测量值比较显示了较好的一致性,能够较准确拟合手传振动响应特性曲线。该模型能较好地预测便携式风力灭火机作业给人体手臂带来的振动响应,可以为其风险评估提供量化的理论预测模型。 展开更多
关键词 便携式风力灭火机 手传振动 生物力学响应 人机工程
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密质骨厚度对儿童骨盆碰撞损伤影响分析 认领 被引量:1
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作者 阮世捷 王俊美 +1 位作者 李海岩 崔世海 《天津科技大学学报》 CAS 2019年第1期64-69,共6页
研究了应用有限元模型预测汽车侧面碰撞中儿童骨盆生物力学响应及损伤评估问题.首先,基于3岁儿童CT数据和有限元方法构建了一个具有真实人体解剖结构的3岁儿童骨盆有限元模型,并重构儿童尸体骨盆侧面碰撞实验,模型仿真结果与尸体实验曲... 研究了应用有限元模型预测汽车侧面碰撞中儿童骨盆生物力学响应及损伤评估问题.首先,基于3岁儿童CT数据和有限元方法构建了一个具有真实人体解剖结构的3岁儿童骨盆有限元模型,并重构儿童尸体骨盆侧面碰撞实验,模型仿真结果与尸体实验曲线的趋势相一致,模型仿真结果大部分在尸体实验结果通道内,验证了模型的有效性.然后,应用该模型探讨了密质骨厚度对儿童骨盆损伤生物力学响应的影响.结果表明:儿童骨盆容易发生骨折的位置主要在耻骨支、骶髂关节、髂骨翼;密质骨厚度对儿童骨盆耻骨支的影响最大.该模型也为儿童骨盆碰撞损伤研究提供了有效手段. 展开更多
关键词 3岁儿童骨盆 有限元模型 密质骨厚度 生物力学响应
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肌肉生物仿真度对六岁儿童胸部碰撞生物力学响应的影响 认领 被引量:3
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作者 崔世海 单蕾蕾 +3 位作者 李海岩 吕文乐 贺丽娟 阮世捷 《生物医学工程学杂志》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期41-47,共7页
由于可用于实验的儿童尸体的缺乏,采用具有较高生物仿真度的胸部有限元模型是研究儿童胸部损伤机理的重要手段。在已验证有效性的6岁儿童胸部有限元模型基础上构建了等效肌肉模型和具有真实几何形状的肌肉模型,通过重构儿童胸部正碰... 由于可用于实验的儿童尸体的缺乏,采用具有较高生物仿真度的胸部有限元模型是研究儿童胸部损伤机理的重要手段。在已验证有效性的6岁儿童胸部有限元模型基础上构建了等效肌肉模型和具有真实几何形状的肌肉模型,通过重构儿童胸部正碰尸体实验分析肌肉生物仿真度对胸部损伤的影响。对比实验结果表明,等效肌肉模型的胸部接触力、胸部最大压缩量和肋骨最大范梅塞斯应力稍大于真实肌肉模型;心脏和肺的最大主应变都略小于真实肌肉模型;真实肌肉模型曲线与尸体实验通道的相关性要大于等效肌肉模型。通过以上对比,本文研究结果认为具有真实几何形状肌肉的儿童胸部有限元模型应该能更准确地反映胸部受到碰撞时的生物力学响应。 展开更多
关键词 儿童胸部有限元模型 胸部碰撞 肌肉物仿真度 生物力学响应 内脏损伤
肿瘤型膝关节置换后股骨-假体-胫骨复合体生物力学响应 认领 被引量:5
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作者 莫富灏 杜敏 +2 位作者 刘傥 王星生 张祥洪 《医用生物力学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期235-239,246共6页
目的研究肿瘤型铰链式膝关节置换术后股骨-假体-胫骨复合体正常站立状态下的生物力学响应,探讨病人术后发生股骨穿孔的原因,为肿瘤型铰链式人工膝关节假体的优化设计与制造提供理论基础。方法兼顾CT及三维光学扫描数据建立股骨远端骨肉... 目的研究肿瘤型铰链式膝关节置换术后股骨-假体-胫骨复合体正常站立状态下的生物力学响应,探讨病人术后发生股骨穿孔的原因,为肿瘤型铰链式人工膝关节假体的优化设计与制造提供理论基础。方法兼顾CT及三维光学扫描数据建立股骨远端骨肉瘤瘤段切除肿瘤膝关节置换后的病人股骨-假体-胫骨有限元模型,并进行相关有效性验证,从而进一步分析人体站立状态下股骨-假体-胫骨复合体的应力分布及应力遮挡现象。结果 (1)在站立加载状态下,相对胫骨,股骨的应力明显更大且集中分布趋势显著,股骨前1/3区域应力较大,呈现应力遮挡效应。(2)由于模型基于临床病人几何及骨质特征建立,股骨应力集中位置与临床中病人股骨穿孔位置接近,表明在施加自身重力状态下可能发生与病人病症一致的股骨损伤行为。结论肿瘤型铰链式膝关节假体植入后,由于假体髓针深入骨髓腔,正常站立状态下亦对骨髓腔产生一定的压力;由此产生的应力遮挡效应以及假体髓针与特定骨髓腔的匹配情况均可能引起股骨应力集中,从而将可能引起股骨开裂,甚至穿破,影响手术质量。建议术前优化假体设计以减轻或避免此类现象,从而减少术后患者的并发症发生率。 展开更多
关键词 肿瘤 膝关节置换 应力分布 应力遮挡 有限元分析 生物力学响应
汽车碰撞中乘员腹部损伤机理及生物力学响应研究进展 认领 被引量:1
9
作者 陈吉清 杜天亚 +1 位作者 兰凤崇 马正伟 《汽车工程学报》 2015年第2期79-89,共11页
在汽车碰撞中,乘员腹部损伤最常见的是实质性脏器损伤,如肝脏、脾脏、肾脏等,主要由汽车前部转向系统、侧门、仪表盘、安全气囊等造成。汽车碰撞中乘员腹部损伤生物力学的研究任务是探讨腹部各组织和器官的损伤与力学因素的关系,比如力... 在汽车碰撞中,乘员腹部损伤最常见的是实质性脏器损伤,如肝脏、脾脏、肾脏等,主要由汽车前部转向系统、侧门、仪表盘、安全气囊等造成。汽车碰撞中乘员腹部损伤生物力学的研究任务是探讨腹部各组织和器官的损伤与力学因素的关系,比如力、加速度、变形等,建立相关的评估损伤标准参数。分别从腹部损伤影响因素、腹部生物力学响应、腹部损伤耐受限度等方面对近年来国内外在汽车碰撞乘员腹部损伤生物力学方面的研究进展做了总结概括。 展开更多
关键词 汽车碰撞 腹部 损伤机理 生物力学响应
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胸腹部有限元模型的建立及碰撞生物力学分析 认领
10
作者 呼慧敏 李先学 +1 位作者 丁立 赵朝义 《标准科学》 2015年第7期15-18,44共5页
汽车碰撞会对人体各个部位造成损伤,尤其是胸部和腹部。基于中国50百分位成年男性尺寸,本文建立了胸腹部汽车碰撞有限元模型,并进行了正面碰撞实验。实验结果表明,在碰撞的初期短时间内,人体组织产生很大的应力和应变,这将导致肋骨骨折... 汽车碰撞会对人体各个部位造成损伤,尤其是胸部和腹部。基于中国50百分位成年男性尺寸,本文建立了胸腹部汽车碰撞有限元模型,并进行了正面碰撞实验。实验结果表明,在碰撞的初期短时间内,人体组织产生很大的应力和应变,这将导致肋骨骨折、脏器破裂、软组织挫伤等损害。因此,可根据碰撞过程中人体组织的应力应变曲线、应力集中部位等对人体进行针对性的防护,减轻碰撞对人体组织造成的损伤,有效提高碰撞安全性。 展开更多
关键词 仿真碰撞假人 有限元 正面碰撞 生物力学响应
交互式基于点的外科手术软组织变形仿真 认领 被引量:1
11
作者 山君良 司伟鑫 +4 位作者 李小萌 王琼 彭延军 袁志勇 王平安 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2380-2386,共7页
近年来,手术仿真领域中交互式生物力学仿真技术取得了显著的进步,但仍存在一些问题亟需解决。例如,大形变情况下的软组织形变模型,碰撞检测以及体积守恒等。因此提出了一种简单有效的计算框架来解决这些问题。为了更好地在计算机上重现... 近年来,手术仿真领域中交互式生物力学仿真技术取得了显著的进步,但仍存在一些问题亟需解决。例如,大形变情况下的软组织形变模型,碰撞检测以及体积守恒等。因此提出了一种简单有效的计算框架来解决这些问题。为了更好地在计算机上重现人体器官的力学性质,采用基于点的方法来模拟大变形下的弹性固体,并且通过引入基于位置的方法模拟手术场景中复杂交互,摩擦过程和体积守恒,较大程度的提高了虚拟手术场景中复杂交互的实时性及稳定性。该方法经过多种基准问题的验证,实验结果表明该计算框架在视觉效果以及稳定性方面的有效性。此外,该变形计算模型可较好的扩展应用于交互式穿刺和剪切仿真中。 展开更多
关键词 基于点的方法 基于位置的方法 交互式外科手术仿真 生物力学响应 变形计算模型
人体膝关节有限元动力学分析模型的建立与验证 认领 被引量:2
12
作者 李海岩 顾玉龙 +1 位作者 阮世捷 崔世海 《生物医学工程学杂志》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 97-101,共5页
根据乘员碰撞事故中人体膝关节的生物力学响应特性,应用有限元(FE)方法和碰撞模拟技术,构建了一个人体膝关节模型。模型按人体解剖学结构构建,由股骨内、外侧髁,胫骨内、外侧髁,腓骨小头、髌骨、软骨、半月板以及主要韧带构成。通过... 根据乘员碰撞事故中人体膝关节的生物力学响应特性,应用有限元(FE)方法和碰撞模拟技术,构建了一个人体膝关节模型。模型按人体解剖学结构构建,由股骨内、外侧髁,胫骨内、外侧髁,腓骨小头、髌骨、软骨、半月板以及主要韧带构成。通过比较模型仿真和尸体碰撞实验在轴向载荷条件下膝关节受刚性碰撞的响应结果,验证了模型的有效性。该模型为研究人体膝关节损伤机理提供了可靠的基础数据,并可应用于乘员损伤防护装置的设计和开发。 展开更多
关键词 生物力学响应 有限元模型 膝关节 损伤机理
侧向冲击载荷作用下髋护具对股骨-骨盆复合体生物力学响应的影响 认领 被引量:8
13
作者 王冬梅 董谢平 +1 位作者 王尚城 王成焘 《医用生物力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期 32-39,共8页
目的利用三维有限元法研究髋部护具对人体股骨-骨盆复合体在侧向冲击载荷作用下生物力学响应的影响。方法基于中国力学虚拟人模型库建立股骨-骨盆-软组织复合体的三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨和软组织,并在此基础上建立髋部护具... 目的利用三维有限元法研究髋部护具对人体股骨-骨盆复合体在侧向冲击载荷作用下生物力学响应的影响。方法基于中国力学虚拟人模型库建立股骨-骨盆-软组织复合体的三维有限元模型,包括皮质骨、松质骨和软组织,并在此基础上建立髋部护具和股骨-骨盆-软组织复合体系统的三维有限元模型;同时,在两个模型中构建刚体平面仿真地面。约束地面刚体,对两个模型均施加侧向2 m/s的速度载荷,整个仿真分析时间设定为20 ms。通过三维有限元分析计算获得两模型受侧向冲击载荷过程中应力、应变变化特性,对比分析髋部护具对股骨-骨盆复合体生物力学响应的影响。结果髋部护具使股骨-骨盆复合体在侧向冲击载荷作用下的应力峰值出现时间提前4 ms以上,且应力应变水平出现大幅度降低;皮质骨上的应力峰值降低67.88%以上,松质骨上的峰值应力下降69.34%以上,松质骨上的压缩主应变峰值降低可达63%。结论在侧向冲击载荷作用下,髋部护具对股骨-骨盆复合体具有良好的保护作用,能够有效预防骨折的发生或降低骨折风险。 展开更多
关键词 股骨-骨盆复合体 侧摔 髋部护具 生物力学响应 有限元分析
6岁儿童胸部有限元模型的构建及验证 认领 被引量:4
14
作者 李海岩 吕文乐 +2 位作者 赵玮 阮世捷 崔世海 《中国生物医学工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第3期 411-415,共5页
基于6岁儿童胸部CT图像,采用阈值分割方法,提取肋骨、肋软骨、胸骨、肺和心脏等组织的几何模型,利用逆向工程软件划分曲面片,导入Truegrid和Hypermesh中进行网格划分,建立胸部有限元模型,并利用Kroell尸体试验的缩放结果验证模型有效性... 基于6岁儿童胸部CT图像,采用阈值分割方法,提取肋骨、肋软骨、胸骨、肺和心脏等组织的几何模型,利用逆向工程软件划分曲面片,导入Truegrid和Hypermesh中进行网格划分,建立胸部有限元模型,并利用Kroell尸体试验的缩放结果验证模型有效性。结果表明,碰撞速度为4.3 m/s时,撞击力随着位移的增大而增大,在位移为12.02 mm时撞击力达到最大值579.90 N,然后随着位移的增大而减小;碰撞速度为6.7 m/s时,撞击力在位移为16.75 mm时达到最大值980.35 N。模型撞击力-位移曲线变化趋势与实验结果基本吻合,验证了该模型的有效性。该模型为儿童胸部模型损伤机理的研究提供可靠的基础数据,同时可应用于儿童乘员损伤防护装置的开发和应用。 展开更多
关键词 生物力学响应 六岁儿童 有限元模型 胸部 损伤机理
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6岁儿童股骨有限元模型的建立及股骨颈损伤的仿真分析 认领 被引量:3
15
作者 王翰林 李海岩 +1 位作者 贺丽娟 崔世海 《天津科技大学学报》 CAS 2012年第3期 60-63,共4页
基于6岁儿童解剖学结构,对其下肢的CT扫描数据进行三维几何重构,并利用有限元的建模技术建立6岁儿童股骨的三维有限元模型.通过加载弯矩的仿真实验,模拟交通事故中儿童跌倒状态下的股骨受力情况以及所引起的股骨颈骨折.研究结果表... 基于6岁儿童解剖学结构,对其下肢的CT扫描数据进行三维几何重构,并利用有限元的建模技术建立6岁儿童股骨的三维有限元模型.通过加载弯矩的仿真实验,模拟交通事故中儿童跌倒状态下的股骨受力情况以及所引起的股骨颈骨折.研究结果表明:6岁儿童在交通事故中跌倒瞬时产生较大的股骨与地面接触力,股骨颈外侧应力最大,易出现骨折现象.仿真结果与以往实验结论相符合并与医学结论吻合,从而验证了模型有效.建立的6岁儿童股骨三维有限元模型可以为跌倒所引起的股骨颈骨折损伤生物力学响应提供理论依据. 展开更多
关键词 生物力学响应 有限元模型 股骨颈 损伤机理
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汽车碰撞中胸-腹部的生物力学响应与损伤评价 认领 被引量:13
16
作者 兰凤崇 蔡志华 +1 位作者 陈吉清 马正伟 《华南理工大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第12期70-78,共9页
统计表明,在汽车交通事故中人体胸部和腹部的损伤占很大的比例.为了研究汽车碰撞事故中人体胸腹部的生物力学响应与损伤机理,文中利用建立的人体胸-腹部生物力学有限元仿真模型,并引入国际同行已进行的相同部位尸体实验研究数据,对碰撞... 统计表明,在汽车交通事故中人体胸部和腹部的损伤占很大的比例.为了研究汽车碰撞事故中人体胸腹部的生物力学响应与损伤机理,文中利用建立的人体胸-腹部生物力学有限元仿真模型,并引入国际同行已进行的相同部位尸体实验研究数据,对碰撞过程中人体胸腹部的生物力学响应进行了仿真分析.文献尸体实验与仿真过程中胸腹部的受力、加速度、胸腹部压缩变形量以及应力、应变分布等指标的对比结果表明,仿真结果与实验数据具有很好的一致性.研究表明,人体胸-腹部生物力学响应的有限元模拟能够准确地反应碰撞过程中人体胸-腹部的损伤程度,文中提出的模型可以用于汽车车身结构、约束系统、防护系统等方面的安全性设计和评估. 展开更多
关键词 汽车安全 胸腹部损伤 损伤机理 生物力学响应 碰撞法规
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足部有限元模型的构建与验证 认领 被引量:4
17
作者 李海岩 丁成 +1 位作者 阮世捷 贺丽娟 《中国组织工程研究与临床康复》 CAS CSCD 北大核心 2011年第13期 2381-2384,共4页
背景:目前国内所建的足部模型大部分是采用自动划分网格的四面体有限元模型,虽然四面体网格自动剖分技术给三维实体的有限元网格自动剖分带来了极大的方便,但力学性能较差。目的:基于CT图片构建六面体网格足部有限元模型。方法:选... 背景:目前国内所建的足部模型大部分是采用自动划分网格的四面体有限元模型,虽然四面体网格自动剖分技术给三维实体的有限元网格自动剖分带来了极大的方便,但力学性能较差。目的:基于CT图片构建六面体网格足部有限元模型。方法:选取中国正常男性人体足部的CT数据,利用Mimics软件对足部几何模型进行重构,运用NURBS曲面的节点插入算法,对足部儿何模型进行了细化,构建了具有较高生物仿真度的人体足部有限元模型,利用Pam-crash软件对模型进行了碰撞仿真分析。结果与结论:仿真结果与尸体实验结果基本一致,证明模型可信。实验基于CT图片构建的六面体网格足部有限元模型,添加了足底肌肉、肌腱、皮肤等结构,更真实的反映了足部解剖学结构特征,进而提高了有限元模型的质量,更能有效地研究足部损伤机制,从而为提高汽车安全性设计提供参考依据。 展开更多
关键词 足部模型 有限元分析 生物力学响应 六面体网格 数字化医
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人体下肢有限元动力学分析模型的建立和验证 认领 被引量:11
18
作者 杨济匡 方海峰 《湖南大学学报:自然科学版》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期 31-36,共6页
为了研究行人碰撞事故中人体下肢的生物力学响应和损伤机理,建立了一个人体下肢有限元模型.模型按人体解剖学结构建立,由髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膑骨、足骨、韧带、腱、关节囊以及髋关节、膝关节和踝关节构成.采用了壳单元和线性弹簧... 为了研究行人碰撞事故中人体下肢的生物力学响应和损伤机理,建立了一个人体下肢有限元模型.模型按人体解剖学结构建立,由髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膑骨、足骨、韧带、腱、关节囊以及髋关节、膝关节和踝关节构成.采用了壳单元和线性弹簧-阻尼单元来模拟骨骼和软组织.模型的边界和载荷条件根据汽车行人侧碰撞实验条件确定.通过比较仿真和实验在横向碰撞载荷条件下的剪切、弯曲响应结果,验证了模型的生物逼真度.分析了在不同加载条件下有限元模型的生物力学响应和应力分布,以及与下肢损伤风险的关系. 展开更多
关键词 有限元模型 生物力学响应 人体下肢 损伤机理
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