機(jī)動(dòng)車交通事故是造成兒童死傷的重要因素,現(xiàn)有兒童安全法規(guī)及兒童乘員約束系統(tǒng)均針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體重兒童設(shè)計(jì)。隨著肥胖兒童數(shù)量的日益增加,有必要研究交通事故中肥胖兒童乘員的損傷機(jī)理。脂肪組織的本構(gòu)模型和力學(xué)性能對(duì)研究肥胖人群的碰撞損傷具有重要意義。本文從力學(xué)實(shí)驗(yàn)方面綜述了脂肪組織的生物力學(xué)性能,認(rèn)為脂肪組織是各項(xiàng)同性的,拉伸及壓縮具有對(duì)稱性,具有非線性力學(xué)響應(yīng)及應(yīng)變率依賴特性的不可壓縮性的軟組織。構(gòu)建低、中應(yīng)變率下的脂肪組織有限元模型,分別應(yīng)用四種常用脂肪組織材料本構(gòu),在不同摩擦系數(shù)下進(jìn)行無(wú)約束壓縮試驗(yàn)仿真。各個(gè)材料本構(gòu)模型輸出接觸力均與摩擦系數(shù)呈正相關(guān),且不同材料本構(gòu)對(duì)力學(xué)響應(yīng)影響尤為顯著。在脂肪組織無(wú)約束壓縮試驗(yàn)中,靜摩擦系數(shù)取0.1,動(dòng)摩擦系數(shù)取0.05是合理的。低、中應(yīng)變率下Ogden超彈性材料本構(gòu)能夠良好的反應(yīng)脂肪組織的生物力學(xué)響應(yīng)。采用Ogden超彈性材料本構(gòu)并進(jìn)行篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì),確定其各個(gè)因子對(duì)目標(biāo)響應(yīng)的影響程度。將有限元方法與優(yōu)化策略相結(jié)合,采用自適應(yīng)響應(yīng)面法對(duì)脂肪組織材料參數(shù)進(jìn)行反求。研究結(jié)果表明:基于反求方法獲得的脂肪組織材料參數(shù)具有更高的生物仿真度。通過(guò)構(gòu)建具有詳細(xì)等級(jí)劃分的肥... 

【文章來(lái)源】：天津科技大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 前言
    1.1 選題背景及研究意義
    1.2 肥胖對(duì)乘員損傷影響的研究進(jìn)展
        1.2.1 泡沫效應(yīng)假說(shuō)
        1.2.2 軀干幾何形狀變化假說(shuō)
        1.2.3 質(zhì)量影響假說(shuō)
        1.2.4 總結(jié)
    1.3 皮下脂肪組織生物力學(xué)性能研究進(jìn)展
        1.3.1 壓痕實(shí)驗(yàn)
        1.3.2 拉伸與壓縮實(shí)驗(yàn)
        1.3.3 剪切實(shí)驗(yàn)
        1.3.4 材料本構(gòu)模型在有限元分析中的應(yīng)用研究
        1.3.5 總結(jié)與展望
    1.4 兒童乘員胸腹部損傷評(píng)價(jià)指標(biāo)
        1.4.1 運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)評(píng)價(jià)指標(biāo)
        1.4.2 胸腹腔內(nèi)臟評(píng)價(jià)指標(biāo)
    1.5 本文研究?jī)?nèi)容
2 壓縮實(shí)驗(yàn)中低、中應(yīng)變率下脂肪組織本構(gòu)模型研究
    2.1 材料與方法
        2.1.1 脂肪組織材料本構(gòu)模型
        2.1.2 有限元模型構(gòu)建
        2.1.3 仿真設(shè)置
    2.2 結(jié)果
        2.2.1 低應(yīng)變率下摩擦對(duì)力學(xué)響應(yīng)的影響
        2.2.2 中應(yīng)變率下摩擦對(duì)力學(xué)響應(yīng)的影響
        2.2.3 脂肪材料本構(gòu)對(duì)力學(xué)響應(yīng)的影響
    2.3 討論
    2.4 本章小結(jié)
3 基于OGDEN材料本構(gòu)的脂肪組織材料參數(shù)反求
    3.1 材料與方法
        3.1.1 有限元模型及邊界條件
        3.1.2 材料參數(shù)篩選試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.2 基于自適應(yīng)響應(yīng)面法的脂肪材料參數(shù)反求
        3.2.1 反求方法與流程
        3.2.2 參數(shù)取值范圍及目標(biāo)函數(shù)
    3.3 反求結(jié)果與討論
    3.4 本章小結(jié)
4 肥胖對(duì)兒童乘員胸腹部生物力學(xué)響應(yīng)的影響
    4.1 材料與方法
        4.1.1 6歲兒童有限元模型
        4.1.2 BMI界值點(diǎn)確定
        4.1.3 肥胖兒童乘員有限元模型構(gòu)建
        4.1.4 仿真設(shè)置
    4.2 結(jié)果
        4.2.1 胸腹部運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)響應(yīng)
        4.2.2 內(nèi)臟損傷分析
    4.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
5 肥胖兒童乘員胸腹部碰撞損傷機(jī)理研究
    5.1 材料與方法
    5.2 結(jié)果
        5.2.1 胸腹部運(yùn)動(dòng)學(xué)及力學(xué)響應(yīng)
        5.2.2 內(nèi)臟損傷分析
    5.3 討論
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 論文的不足之處
7 參考文獻(xiàn)
8 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
9 致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3173497