本文關(guān)鍵詞：基于損傷生物力學(xué)的頸部精細(xì)化建模及在低速后碰撞中的應(yīng)用　出處：《華南理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 損傷生物力學(xué) 頸部 低速后碰撞 動(dòng)力學(xué)響應(yīng) 乘員安全

【摘要】：汽車低速后碰撞過程中,安全帶和安全氣囊對(duì)乘員頭部和胸部起到很好的保護(hù)作用,加速度對(duì)頸部的沖擊易造成頸部的損傷,頸部損傷已成為低速后碰撞交通事故中最為常見的一種損傷形式。根據(jù)日本汽車強(qiáng)制責(zé)任保險(xiǎn)公司的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì),頸部損傷占后碰撞損傷的比例將近80%,在不同形式的碰撞事故中,49.4%的頸部損傷是由后碰撞引起的。因此,深入研究后碰撞中頸部各組織的生物力學(xué)響應(yīng)以及損傷機(jī)理,對(duì)于汽車的安全性設(shè)計(jì)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義�；谕暾i部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)建立了中國(guó)50百分位成年男性高仿生精度的全頸椎生物力學(xué)模型,模型由椎骨(密質(zhì)骨和松質(zhì)骨)和椎間盤(纖維環(huán)、髓核及軟骨終板)、韌帶、小關(guān)節(jié)以及肌肉等軟組織構(gòu)成。根據(jù)頸部各組織生物力學(xué)特性并參考相關(guān)文獻(xiàn)賦予其特定的材料參數(shù)和屬性,建立寰枕關(guān)節(jié)及關(guān)節(jié)囊韌帶等組織完成頸部模型與已有頭部生物力學(xué)模型的連接。通過頭頸部軸向沖擊尸體試驗(yàn)、志愿者后碰撞試驗(yàn)和4名中國(guó)50百分位成年男性志愿者20km/h急剎車試驗(yàn)對(duì)模型有效性進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,模型具有良好的仿生可靠性,更能精確的反映出中國(guó)50百分位成年男性生物力學(xué)響應(yīng)。利用Maria Krafft等人采集的汽車后碰撞加速度曲線,分析了模型在低速后碰撞中的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)以及頸部各組織的生物力學(xué)響應(yīng)。低速后碰撞中頸部先后出現(xiàn)“S”形和“C”形彎曲變形,彎曲變形階段頸部發(fā)生損傷的風(fēng)險(xiǎn)較大,尤其是下段椎骨C7和T1以及C7~T1處椎間盤和小關(guān)節(jié)發(fā)生損傷的風(fēng)險(xiǎn)最大。通過對(duì)比不同速度變化率仿真條件下頸部各組織應(yīng)力值,發(fā)現(xiàn)速度變化率的不同會(huì)造成頸部不同組織的損傷,減小加速度峰值能夠有效降低頸部損傷程度。根據(jù)C-NCAP鞭打試驗(yàn)法規(guī),分析了有無(wú)頭枕以及頭枕與頭部間的距離和頭枕剛度的大小對(duì)頸部損傷的影響,結(jié)果表明,頭枕在后碰撞中對(duì)頸部起到了很好的保護(hù)效果,減小頭枕與頭部之間的距離或者增大頭枕的剛度均能夠降低后碰撞對(duì)乘員頸部造成的傷害。文中精細(xì)化頸部生物力學(xué)模型的建立及仿真分析,對(duì)于頸部防護(hù)措施的研究、汽車標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)和新車型自主開發(fā)設(shè)計(jì)規(guī)范的制定具有重要的借鑒意義。
[Abstract]:The car speed after the collision process, safety belt and airbag to protect the occupant's head and chest, neck of impact acceleration caused by the neck injury, neck injury has become a low speed rear impact injury is the most common form of traffic accident. According to the statistics of Japanese automobile compulsory Liability Insurance Company after accounting for neck injury, collision damage ratio of nearly 80%, in the event of a collision of different forms in 49.4%, neck injury is caused by post collision. Therefore, after studying the collision of cervical biomechanical response and tissue damage mechanism, has important practical significance for the safety design of the car. The complete anatomy of the neck the structure of the whole cervical biomechanical model China 5 thousand adult males with high accuracy based on the model of bionic, consisting of vertebrae (compact bone and cancellous bone and intervertebral disc (fiber) Ring, nucleus pulposus and cartilage endplate), small joints and ligaments, muscles and other soft tissue. According to the biomechanical characteristics of the tissues of neck and literatures give the specific material parameters and attributes, the establishment of the atlanto occipital joint and joint capsule ligament tissue has been completed and connected to the head neck model. Through biomechanical model of head and neck axial impact body test, impact test and 4 volunteers after Chinese 5 thousand adult male volunteers 20km/h brake test to verify the validity of the model results show that the model has good reliability of bionic more accurately, reflect the Chinese 5 thousand adult males biomechanicalresponse. Acceleration curve by Maria Krafft et al collection after the car, analyzes the model at low speed after collision dynamics and the biomechanical response of neck. The neck after low-speed collision Has a "bending S" and "C", the bending deformation stage had higher risk of neck injury, especially under section C7 and T1 vertebrae and C7~T1 intervertebral disc and facet joint injury risk. Through the comparison of different speed variation under the simulation conditions were neck stress values of different fabrics, rate of change will cause different neck tissue damage, reduce the peak acceleration can effectively reduce the neck injury degree. According to C-NCAP whiplash test regulations, analysis with and without head and head and the distance between the head and the headrest stiffness on the size of the impact, neck injury results show that head in after the collision to have good protective effect on the neck, and the head of the reduction between headrest distance or increase headrest stiffness can be decreased after impact on occupant neck injury. The fine neck biomechanics The establishment and simulation analysis of the model is of great significance to the study of neck protection measures, the establishment of vehicle standards and regulations and the development and design of new vehicle models.

【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.14

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 曾衍鈞;第二屆日美中生物力學(xué)會(huì)議[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1988年02期

2 曾衍鈞;生物力學(xué)現(xiàn)狀與展望[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1996年01期

3 樊瑜波;柳松楊;;航空生物力學(xué)[J];醫(yī)用生物力學(xué);2010年04期

4 馬洪順;郭維勤;張嵐軍;李輝;;應(yīng)變電測(cè)技術(shù)在生物力學(xué)中的應(yīng)用探討[J];試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī);1988年04期

5 王昌永;;試驗(yàn)機(jī)在生物力學(xué)研究中的應(yīng)用[J];試驗(yàn)技術(shù)與試驗(yàn)機(jī);1989年04期

6 朱隆斌;;玻璃房中的探索——意外事故外科及生物力學(xué)研究所[J];室內(nèi);1993年02期

7 成自龍;沖擊生物力學(xué)研究的進(jìn)展[J];航天醫(yī)學(xué)與醫(yī)學(xué)工程;1994年04期

8 呂純潔,董湘懷,潘衛(wèi)紅;有限元法在口腔科生物力學(xué)中的應(yīng)用[J];桂林航天工業(yè)高等�？茖W(xué)校學(xué)報(bào);2004年01期

9 湯文成;蔡傳寶;;皮膚生物力學(xué)研究進(jìn)展[J];東南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2006年03期

10 沈壽生;飛行人員背部綜合征沖擊損害的生物力學(xué)[J];航空軍醫(yī);1997年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 姜宗來;;我國(guó)生物力學(xué)學(xué)科發(fā)展的思考[A];第九屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

2 楊辰;曲峰;;裸足運(yùn)動(dòng)的生物力學(xué)研究綜述[A];第十五屆全國(guó)運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)學(xué)術(shù)交流大會(huì)（CABS2012）論文摘要匯編[C];2012年

3 樊瑜波;;醫(yī)療器械及人工器官的生物力學(xué)設(shè)計(jì)[A];第九屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文匯編[C];2009年

4 成自龍;;人體沖擊生物力學(xué)研究進(jìn)展[A];第四屆全國(guó)人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];1999年

5 迪麗娜·馬合木提;穆合塔爾·沙德爾;哈木拉提·吾甫爾;;維醫(yī)沙療中的生物力學(xué)問題之探討[A];“力學(xué)2000”學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2000年

6 孟和;鐘紅剛;;生物力學(xué)與中西醫(yī)結(jié)合骨科的發(fā)展[A];第九次全國(guó)中西醫(yī)結(jié)合創(chuàng)傷骨科學(xué)術(shù)大會(huì)論文匯編[C];2001年

7 楊桂通;;探索人體奧秘的古老故事——生物力學(xué)孕育期一瞥[A];力學(xué)史與方法論論文集[C];2003年

8 楊桂通;;探索人體奧秘的古老故事——生物力學(xué)孕育期一瞥[A];力學(xué)史與方法論論文集[C];2003年

9 龔璐璐;丁祖泉;高建新;冷曄;;數(shù)字散斑相關(guān)法及其在醫(yī)用生物力學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用[A];第八屆全國(guó)生物力學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

10 劉振田;吳小濤;;生物力學(xué)中多頻振動(dòng)技術(shù)治療的現(xiàn)狀和展望[A];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會(huì)第六次會(huì)員代表大會(huì)暨學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要匯編[C];2004年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前4條

1 汪雪姣 林嵐;辛勤耕耘在生物力學(xué)園圃中[N];科技日?qǐng)?bào);2004年

2 黃盈盈;走出困境 向高尖端領(lǐng)域發(fā)展[N];福建科技報(bào);2008年

3 王美寬;運(yùn)動(dòng)品牌重視核心競(jìng)爭(zhēng)力塑造[N];中國(guó)服飾報(bào);2008年

4 陳云飛;上海岳陽(yáng)醫(yī)院 推拿項(xiàng)目獲地方科技一等獎(jiǎng)[N];中國(guó)中醫(yī)藥報(bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 孟祥杰;基于肌肉骨骼生物力學(xué)載荷的駕駛?cè)搜渴孢m性研究[D];清華大學(xué);2015年

2 麻恒源;唇裂唇鼻肌肉系統(tǒng)三維解剖學(xué)研究與唇裂功能性修復(fù)的有限元生物力學(xué)模似[D];北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院;2016年

3 許碩貴;動(dòng)態(tài)記憶應(yīng)力的生物力學(xué)研究及臨床意義探討[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2001年

4 蘇佳燦;髖臼三維記憶內(nèi)固定系統(tǒng)治療髖臼骨折記憶生物力學(xué)研究——骨盆、髖臼三維模型仿真、力學(xué)模擬與有限元分析[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2004年

5 張美珍;非接觸性前交叉韌帶損傷危險(xiǎn)因素的生物力學(xué)研究[D];北京體育大學(xué);2012年

6 趙文志;活骨組織應(yīng)力與重建適應(yīng)實(shí)驗(yàn)及其生物模型研究[D];大連理工大學(xué);2004年

7 連志強(qiáng);骨骼材料與結(jié)構(gòu)的性能仿真及重建模擬研究[D];大連理工大學(xué);2010年

8 陳強(qiáng);揮鞭樣損傷的生物力學(xué)和臨床研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2005年

9 曹正霖;人工寰齒關(guān)節(jié)研制的解剖學(xué)和生物力學(xué)研究[D];第一軍醫(yī)大學(xué);2001年

10 孔亮;B/2類骨質(zhì)下種植體宏觀結(jié)構(gòu)的生物力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)和分析[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2007年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 王曉猛;三種sMCL和POL重建方法的生物力學(xué)對(duì)比性研究[D];河北醫(yī)科大學(xué);2015年

2 林田;基于生物力學(xué)的鞋舒適性評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)[D];福州大學(xué);2014年

3 吳凱;基于損傷生物力學(xué)的頸部精細(xì)化建模及在低速后碰撞中的應(yīng)用[D];華南理工大學(xué);2016年

4 馮國(guó)坤;油茶果與花苞生物力學(xué)測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];江西農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 紀(jì)祥;拇指掌指關(guān)節(jié)側(cè)副韌帶損傷的生物力學(xué)研究及臨床應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2007年

6 徐振胤;足踝生物力學(xué)動(dòng)態(tài)仿真器的多軸運(yùn)動(dòng)和力協(xié)同控制系統(tǒng)[D];上海交通大學(xué);2013年

7 董春海;髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)電測(cè)實(shí)驗(yàn)研究[D];延邊大學(xué);2001年

8 姬樹青;糖皮質(zhì)激素局部封閉注射對(duì)肌腱生物力學(xué)和病理學(xué)方面的影響[D];天津醫(yī)科大學(xué);2011年

9 王勃;下肢植入式骨整合假肢的生物力學(xué)研究[D];四川大學(xué);2006年

10 王哲;青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的生物力學(xué)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

，

本文編號(hào)：1364274