道路交通事故已經(jīng)成為威脅人類生命安全的重要因素之一。相對(duì)成人,兒童因?yàn)樯眢w發(fā)育,社會(huì)認(rèn)知的有限,在道路上顯得更為弱勢(shì)。受各方面因素的影響,目前關(guān)于兒童行人損傷的研究相對(duì)較少。因此,利用有限元的方法,建立不同步態(tài)和不同碰撞方位的仿真實(shí)驗(yàn),研究步態(tài)和碰撞方位對(duì)六歲兒童行人頭部及下肢的運(yùn)動(dòng)學(xué)和損傷響應(yīng)的影響非常必要。本文基于實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的六歲兒童行人站姿有限元模型,面向Euro NCAP六歲兒童行人模型姿勢(shì)的要求,構(gòu)建六歲兒童行人走姿模型。利用站姿和走姿兩種步態(tài)的六歲兒童行人有限元模型進(jìn)行行人-汽車側(cè)面碰撞仿真實(shí)驗(yàn),主要對(duì)比了頭部和下肢的運(yùn)動(dòng)及損傷的異同。結(jié)果表明,肩部和頭部撞擊引擎蓋的位置及下肢的運(yùn)動(dòng)有明顯差異。頭部撞擊引擎蓋的初始速度均小于車的初始速度11m/s。走姿狀態(tài)時(shí)面骨損傷高于站姿,站姿顱骨骨折和腦損傷風(fēng)險(xiǎn)高于走姿。骨盆和撞擊側(cè)股骨損傷差別較小。股骨骨折一側(cè)的膝關(guān)節(jié)的損傷小于未出現(xiàn)骨折一側(cè);走姿狀態(tài)時(shí)的對(duì)撞側(cè)的半月板損傷風(fēng)險(xiǎn)明顯高于站姿。對(duì)于脛骨,站姿條件下的左側(cè)脛骨（撞擊側(cè)）有最大的損傷風(fēng)險(xiǎn);對(duì)于腓骨,則是走姿狀態(tài)時(shí)的右側(cè)腓骨有最大的損傷風(fēng)險(xiǎn)。利用走姿行人模型進(jìn)行四種碰撞方位的仿... 

【文章來源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１不同類型道路使用者的道路交通死亡情況（２０１３年）??Ｆｉｇ．?１－１?Ｒｏａｄ?ｔｒａｆｆｉｃ?ｍｏｒｔａｌｉｔｙ?ａｍｏｎｇ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ｒｏａｄ?ｕｓｅｒｓ?（２０１３）??

?天津科技大學(xué)碩士學(xué)位論文???６０?［?＾?Ｃ＾６０?ＩＢ?１－３歲￣??軍５。、＿?豐１?匕５。?Ｉ?＿４－６歲??｛?｜Ｊ?ａｉｌ?｜：：；?Ｉ??頭面部下肢胸部腹部骨盆上肢?頭面部下肢胸部腹部骨盆??（ａ）?（ｂ）??圖１－３兒童行人損傷分布：（ａ）?ＡＩＳ２＋；?（ｂ）?ＡＩＳ３＋??Ｆｉｇ．?１－３?Ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ?ｉｎｊｕｒｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｃｈｉｌｄｒｅｎ：?（ａ）?ＡＩＳ２＋；?（ｂ）?ＡＩＳ３＋??１．２行人碰撞損傷研究現(xiàn)狀??１．２．１碰撞生物力學(xué)模型??碰撞生物力學(xué)又被稱為損傷生物力學(xué)，屬于生物力學(xué)研宄的一個(gè)分支。碰撞生物??力學(xué)以研宄沖擊時(shí)人體的響應(yīng)和降低損傷風(fēng)險(xiǎn)為目的。它的研宄領(lǐng)域包括損傷的定義、??受傷機(jī)理的分析、人體沖擊響應(yīng)、損傷參數(shù)和損傷閾值的定量化、保護(hù)系統(tǒng)的開發(fā)以??及沖擊發(fā)生時(shí)與人體產(chǎn)生同樣響應(yīng)的碰撞假人和計(jì)算機(jī)模型的開發(fā)等。目前碰撞生物??力學(xué)模型主要包括志愿者、尸體、碰撞假人和計(jì)算機(jī)模型［９］等。??１．２．１．１志愿者??志愿者實(shí)驗(yàn)是在不產(chǎn)生損傷及疼痛的低負(fù)荷條件下實(shí)施的，用來分析無損傷情況??下的人體響應(yīng)。志愿者實(shí)驗(yàn)結(jié)果在研究肌肉緊張對(duì)人體動(dòng)態(tài)響應(yīng)影響方面發(fā)揮作用，??同時(shí)可以作為碰撞假人及計(jì)算機(jī)模型開發(fā)的參考。但，志愿者實(shí)驗(yàn)在樣本選擇上具有??很大局限性，即志愿者多為運(yùn)動(dòng)員等參加過訓(xùn)練的年輕人，并不能代表兒童、老年人??和女性等弱勢(shì)群體的特征。志愿者實(shí)驗(yàn)再實(shí)施之前需要向倫理審查委員會(huì)提交實(shí)驗(yàn)計(jì)??劃書并得到其認(rèn)可。??１．２．１．２尸體實(shí)驗(yàn)??尸體實(shí)驗(yàn)，也稱為ＰＭＨＳＴ?（Ｐｏｓｔ?Ｍｏｒｔａｌ?Ｈｕｍａｎ?Ｓｕｂｊｅ

人??在車輛的認(rèn)證實(shí)驗(yàn)中經(jīng)常用到碰撞假人。碰撞假人有金屬或塑料制作的骨骼及人??體軟組織組成。碰撞假人上安裝有輸出某些損傷參數(shù)的傳感器，可以輸出頭部質(zhì)心加??速度、胸部變形量、脊柱加速度、骨盆加速度和膝關(guān)節(jié)加速度等人體碰撞損傷參數(shù)。??根據(jù)碰撞方向及不同的體型碰撞假人可以分為很多種類。如有正面碰撞假人，側(cè)面碰??撞假人；兒童假人，第五百分位假人，第五十百分位假人等。典型的行人假人模型有：??Ａｋｉｙａｍａ?Ａ［１８】等在本田公司資助下開發(fā)的極地ＩＩ?（ＰＯＬＡＲ?ＩＩ）行人測(cè)試假人如圖１－４??（ｂ）?，?Ｂｊｏｅｒｋｌｕｎｄ?Ｍ［１９＿開發(fā)的Ａｕｔｏｌｉｖ成人假人模型，Ｈａｙａｍｉｚｕ，?Ｎ?＿等開發(fā)的??Ａｕｔｏｌｉｖ六歲兒童假人模型，及Ｈｕｍａｎｅｔｉｃｓ的混ＩＩＩ系列行人假人模型［２１］，如圖卜４，?ｃ。??假人模型雖然能測(cè)得某些人體損傷參數(shù)，但因碰撞假人必須滿足實(shí)驗(yàn)的可重復(fù)性，相??同實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的再現(xiàn)性，導(dǎo)致碰撞假人在材料上的仿真度不高，且并不能應(yīng)用應(yīng)力應(yīng)??變研究人體局部損傷。運(yùn)用碰撞假人研究人體碰撞生物力學(xué)具有一定的局限性。??＿會(huì)??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖１－４尸體實(shí)驗(yàn)和假人行人模型：⑻尸體實(shí)驗(yàn)；（ｂ）?ＰＯＬＡＲ丨丨假人；（ｃ）混ＩＩＩ假人??Ｆｉｇ．?１－４?ＰＭＨＳＴ?ａｎｄ?ｄｕｍｍｙ?ｐｅｄｅｓｔｒｉａｎ?ｍｏｄｅｌ：?（ａ）?ＰＭＨＳＴ；?（ｂ）?ＰＯＬＡＲ?ＩＩ?ｄｕｍｍｙ；?（ｃ）?Ｈｙｂｒｉｄ?ＩＩＩ??ｄｕｍｍｙ??１．２．１．４計(jì)算機(jī)模型??隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)及有限元理論的發(fā)展，越來越多的人體計(jì)算機(jī)模型被開發(fā)。碰撞??生物力學(xué)中用到的計(jì)算機(jī)模型主要有：多剛體模型和有限元模型。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]6歲兒童全頸有限元模型的構(gòu)建及驗(yàn)證[J]. 呂文樂,阮世捷,李海巖,崔世海,賀麗娟,王春祥.  醫(yī)用生物力學(xué). 2016(02)
[2]交通事故傷中膝關(guān)節(jié)損傷192例特點(diǎn)及分析[J]. 胡勇.  現(xiàn)代醫(yī)藥衛(wèi)生. 2014(17)
[3]350例道路交通事故膝關(guān)節(jié)損傷傷殘?jiān)u定分析[J]. 郭娟寧,湯政,樊愛英.  中國(guó)法醫(yī)學(xué)雜志. 2012(04)
[4]汽車與行人碰撞中的損傷生物力學(xué)研究概覽[J]. 楊濟(jì)匡.  汽車工程學(xué)報(bào). 2011(03)

碩士論文
[1]6歲兒童行人下肢有限元建模及碰撞響應(yīng)分析[D]. 李蓓.天津科技大學(xué) 2014
[2]兒童行人頭部有限元模型的碰撞仿真分析及顱腦損傷機(jī)理研究[D]. 李向楠.天津科技大學(xué) 2014
[3]六歲兒童頭部的有限元建模及碰撞仿真分析[D]. 李盼東.天津科技大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3575536