全身振動是駕駛人肌肉疲勞快速發(fā)展,腰背痛高發(fā)的關鍵誘因,而振動誘導下肌肉在牽張反射作用下發(fā)生主動收縮被認為是其內在機理。本文創(chuàng)建了可求解全身振動下腰背部肌肉響應的駕駛人肌肉骨骼生物力學模型,從與駕駛人主觀舒適性密切相關的肌肉力和關節(jié)負載的角度開展了振動舒適性研究。所建立的振動舒適性仿真平臺,可以定量評估不同振動輸入下駕駛人的腰背部肌肉響應,對提高汽車的舒適性設計奠定了理論基礎,具有重要的工程應用價值�；谖墨I中生理解剖數(shù)據(jù)建立了符合人體自然生理彎曲曲線的人體頸椎模型,提高了頸椎模型的仿生度及預測精度。結合Meng和Dennis等建立的腰椎和胸椎模型,建立了人體脊柱系統(tǒng)肌骨力學模型。針對椎間軟組織非線性力學特性,利用基于混合模型回歸分析的特征參數(shù)優(yōu)選方法,為脊柱各關節(jié)分別構建了泛化能力更強的三次非線性轉矩-轉角模型,解決了模型輸入與關節(jié)運動角不匹配導致的求解精度不高的難題。最后,基于最小生物力學負載假設,提出了脊柱各椎間關節(jié)轉動位移優(yōu)化求解算法,實現(xiàn)了任意脊柱彎曲角度下各椎間關節(jié)轉角的預測,且模型預測結果與實驗測量值保持一致,準確度高。通過開展SD大鼠活體單根腓腸肌振動牽拉實驗,研究汽車... 

【文章來源】：清華大學北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：151 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

JACK軟件仿真分析人機工程

第1章引言5界廣泛應用，但其一般對靜態(tài)工況進行仿真，且不能從肌肉力、關節(jié)力對人體的生物力學載荷給予定量評估，不能對駕駛人主觀舒適性進行定量評價。圖1-2RAMSIS駕駛人座艙姿勢舒適性仿真[28]第二種是有限元人體模型。不同于JACK等人機工程設計軟件建立的駕駛人模型，有限元人體模型不僅可以仿真不同人體姿勢、關節(jié)運動，還可以細致求解不同外負載下人體各部位的受力和負荷大校其原理是針對人體不同部位的力學特性，劃分成不同的微小單元，利用實驗測得的不同部位的剛度阻尼參數(shù)進行建模。瑞典隆德大學Grujicic等[29]利用有限元分析軟件分別建立了駕駛人和座椅的有限元模型，該模型對人體骨骼、肌肉和皮膚都進行了細致建模，另外不同于第一種人體分析模型，該模型對人-椅接觸的力學特性也進行了分析建模，通過對接觸壓力的仿真求解可以對座椅的動態(tài)舒適性進行仿真模擬，如圖1-3所示。圖1-3駕駛人和座椅有限元模型[29]國內東北大學郭立新等[30]利用三維坐標數(shù)據(jù)測量儀測量人體脊柱椎骨表面的結構數(shù)據(jù)，建立了完整的脊椎T12-S1段的三維非線性有限元力學模型，研究了不

第1章引言5界廣泛應用，但其一般對靜態(tài)工況進行仿真，且不能從肌肉力、關節(jié)力對人體的生物力學載荷給予定量評估，不能對駕駛人主觀舒適性進行定量評價。圖1-2RAMSIS駕駛人座艙姿勢舒適性仿真[28]第二種是有限元人體模型。不同于JACK等人機工程設計軟件建立的駕駛人模型，有限元人體模型不僅可以仿真不同人體姿勢、關節(jié)運動，還可以細致求解不同外負載下人體各部位的受力和負荷大校其原理是針對人體不同部位的力學特性，劃分成不同的微小單元，利用實驗測得的不同部位的剛度阻尼參數(shù)進行建模。瑞典隆德大學Grujicic等[29]利用有限元分析軟件分別建立了駕駛人和座椅的有限元模型，該模型對人體骨骼、肌肉和皮膚都進行了細致建模，另外不同于第一種人體分析模型，該模型對人-椅接觸的力學特性也進行了分析建模，通過對接觸壓力的仿真求解可以對座椅的動態(tài)舒適性進行仿真模擬，如圖1-3所示。圖1-3駕駛人和座椅有限元模型[29]國內東北大學郭立新等[30]利用三維坐標數(shù)據(jù)測量儀測量人體脊柱椎骨表面的結構數(shù)據(jù)，建立了完整的脊椎T12-S1段的三維非線性有限元力學模型，研究了不


本文編號：3409699