本文關(guān)鍵詞：基于CT掃描之腰椎椎體有限元分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北大學(xué)》 2010年

基于人體腰椎有限元分析的乘坐舒適性研究

任偉  

【摘要】：動(dòng)車組座椅是動(dòng)車組的重要組成部分,它直接關(guān)系到乘員乘坐的舒適性。脊柱能在振動(dòng)環(huán)境中吸收外界傳給人體的振動(dòng),同時(shí)不正確的坐姿使脊柱偏離正常的生理位置時(shí),會(huì)產(chǎn)生生理上的疼痛及心理上的疲勞,長時(shí)間的不正確坐姿甚至?xí)辜怪a(chǎn)生慢性病變。因此,通過有現(xiàn)行的限元方法借助脊柱生物力學(xué)知識(shí)研究乘坐舒適性就顯得尤為重要。 本文首先基于螺旋CT數(shù)據(jù),采用Mimics技術(shù)提取腰椎L3-L5節(jié)段骨性模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù),應(yīng)用逆向工程原理通過Imageware擬合成人體椎骨曲面,在Pro/E中對(duì)曲面進(jìn)行實(shí)體化處理得到腰椎L3-L5節(jié)段三維實(shí)體模型。精確實(shí)體模型的形成,提高了分析結(jié)果的可靠性和有效性。 然后,通過Pro/E與ANSYS的接口將模型數(shù)據(jù)導(dǎo)入ANSYS中,生成椎間盤和周圍韌帶組織,對(duì)模型材料屬性設(shè)定后進(jìn)行網(wǎng)格劃分,得到了腰椎L3-L5節(jié)段有限元模型。在此基礎(chǔ)上模擬了人體乘坐時(shí)的典型坐姿,分析比較了各坐姿下應(yīng)力分布情況,據(jù)此為座椅靜態(tài)舒適性設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 最后,對(duì)腰椎L3-L4、L4-L5單運(yùn)動(dòng)節(jié)段及L3-L5多運(yùn)動(dòng)節(jié)段進(jìn)行了模態(tài)分析,分別提取了前二十二階模態(tài)振型和頻率,找到了單運(yùn)動(dòng)節(jié)段與多運(yùn)動(dòng)節(jié)段在固有頻率上的區(qū)別,也為動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析奠定了基礎(chǔ)。通過諧響應(yīng)分析模擬外界簡諧激勵(lì)對(duì)腰椎節(jié)段的影響,為座椅的動(dòng)態(tài)舒適性設(shè)計(jì)提供了參考意見。 本文以生物力學(xué)及有限元理論為基礎(chǔ),結(jié)合現(xiàn)代的CT與逆向工程技術(shù),為座椅的舒適性設(shè)計(jì)提出了一些新的思路。研究結(jié)果對(duì)于提高我國動(dòng)車組座椅的設(shè)計(jì)水平具有重要的意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2010
【分類號(hào)】：R687.3
【目錄】：

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中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 段春岳;圖像閾值化及點(diǎn)云計(jì)算結(jié)合影像學(xué)方法對(duì)腰椎小關(guān)節(jié)微結(jié)構(gòu)的研究[D];中南大學(xué);2010年

2 張國友;脊柱長節(jié)段固定對(duì)腰骶部影響的生物力學(xué)及臨床研究[D];第二軍醫(yī)大學(xué);2012年

3 于斌;中國北方漢族人群維生素D受體基因和SNAP23基因多態(tài)性與腰椎退變性椎間盤疾病關(guān)聯(lián)研究[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

4 劉超;腰椎棘間韌帶退變：橫斷面病例對(duì)照研究[D];浙江大學(xué);2012年

5 喬軍;細(xì)胞因子信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)抑制因子-3基因多態(tài)性與青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸易感性相關(guān)研究及青少年特發(fā)性脊柱側(cè)凸的影像學(xué)評(píng)估[D];南京大學(xué);2013年

6 邢澤軍;腰椎減壓對(duì)不同程度退變椎間盤應(yīng)力分布影響的有限元分析[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

7 孔德紅;實(shí)時(shí)三維超聲心動(dòng)圖評(píng)價(jià)右心室整體和節(jié)段容積及收縮功能的臨床與實(shí)驗(yàn)研究[D];復(fù)旦大學(xué);2012年

8 鮑春雨;基于人機(jī)工程學(xué)油鋸作業(yè)人體脊柱生物力學(xué)特性研究[D];東北林業(yè)大學(xué);2009年

9 林飛躍;椎間隙與腰椎負(fù)荷分布的關(guān)系及椎間盤置換對(duì)椎間隙高度的影響[D];中南大學(xué);2003年

10 萬宗淼;X-Stop棘突間撐開器對(duì)老年腰椎管狹窄癥病人手術(shù)節(jié)段和鄰近節(jié)段脊椎的三維運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析及臨床療效評(píng)價(jià)[D];中南大學(xué);2011年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄭冬;腰椎間小關(guān)節(jié)螺旋CT三維測量、觀察及臨床意義[D];第三軍醫(yī)大學(xué);2009年

2 李志剛;腰椎終板生物力學(xué)研究[D];大連醫(yī)科大學(xué);2006年

3 張鶯耀;腰椎椎體分析系統(tǒng)研究與開發(fā)[D];中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué);2010年

4 楊理元;Modic改變?cè)谘韧椿颊咧械姆植继攸c(diǎn)及分析[D];大連醫(yī)科大學(xué);2008年

5 王智;基于CT數(shù)據(jù)L4-5有限元模型的構(gòu)建以及L5的應(yīng)力分析[D];山西醫(yī)科大學(xué);2011年

6 馬斌;DR5，DcR2在腰椎間盤中的表達(dá)及其意義[D];青島大學(xué);2008年

7 郝大鵬;腰椎溶骨型轉(zhuǎn)移瘤MR彌散加權(quán)成像研究[D];青島大學(xué);2003年

8 高允海;腰椎間盤退變對(duì)腰椎應(yīng)力分布影響的有限元研究[D];遼寧中醫(yī)學(xué)院;2004年

9 于遠(yuǎn)洋;膨脹式腰椎間融合器（EFC）的設(shè)計(jì)和生物力學(xué)研究[D];鄭州大學(xué);2005年

10 謝清波;腰椎終板Modic退變對(duì)腰椎間盤脫出自發(fā)性吸收的影響[D];浙江大學(xué);2009年

  本文關(guān)鍵詞：基于CT掃描之腰椎椎體有限元分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：241115