脊柱是人體的中軸，它主要起到支撐體重、傳遞重力的作用，實驗證明：咳嗽時脊柱腰椎L3-L4椎間盤的負荷有80公斤力，脊柱之所以能承受接近人體體重重量是因為脊柱具有生理彎曲；由機械力學原理可知，弧形柱的阻尼等于弧數(shù)的平方加一，成人彎曲脊柱的阻尼系數(shù)10倍于直立時的脊柱的阻尼系數(shù)；因此，脊柱的弧度對于人體承受壓力和外界碰撞力有著十分重要的影響。相關解剖學文獻已表明，人站立時，脊柱的胸椎下段和腰椎段表現(xiàn)為向前彎曲，分析駕駛坐姿下志愿者胸腰椎形態(tài)X光照片，證實志愿者胸椎下段和腰椎段仍表現(xiàn)為向前彎曲，這與廣泛應用于汽車安全碰撞領域的Hybrid Ⅲ50th正面碰撞假人腰椎段彎曲方向相反，Hybrid Ⅲ50th正面碰撞假人脊柱阻尼系數(shù)只有5倍于直立脊柱的阻尼系數(shù)。為了研究胸椎下段和腰椎段彎曲方向不同對Hybrid Ⅲ50th正面碰撞假人在動態(tài)響應和損傷參數(shù)方面帶來的影響，本文運用車輛人機工程學知識，搭建滿足中國人體10百分位到95百分位志愿者坐姿舒適要求的駕駛實驗艙，采用X光照射獲取身高差異較大四位志愿者胸椎下段和腰椎段形態(tài)的影像資料，研究表明：四位志愿者胸椎下段和腰椎段呈現(xiàn)不同曲率的向前彎曲，這... 

【文章來源】：湖南大學湖南省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：73 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
插圖索引
附表索引
第1章 緒論
    1.1. 引言
    1.2 國內外脊柱損傷的研究歷史和現(xiàn)狀
        1.2.1 脊柱的生物試驗研究
        1.2.2 脊柱的模型開發(fā)和驗證
    1.3 人機工程學簡介
        1.3.1 人機工程學研究方向構成
        1.3.2 車輛人機工程學
        1.3.3 轎車駕駛室空間布置總體原則
        1.3.4 駕駛工作臺設計原則
        1.3.5 駕駛員主要人體特性
        1.3.6 車內環(huán)境設計
    1.4 Hybrid Ⅲ 50th 假人的介紹
        1.4.1 Hybrid Ⅲ 50th 假人模型發(fā)展歷程
        1.4.2 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人有限元模型介紹
        1.4.3 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人設計原則
    1.5 本課題研究主要內容
第2章 脊柱損傷生物力學
    2.1 脊柱的解剖結構功能和運動特點
        2.1.1 脊柱的解剖結構
        2.1.2 脊柱運動特點
    2.2 脊柱損傷生物力學
        2.2.1 脊柱損傷機制分類
        2.2.2 脊柱的損傷機理研究
        2.2.3 脊柱的損傷評價方法
    2.3 本章小結
第3章 基于 X 光照駕駛狀態(tài)下人體胸腰椎形態(tài)研究
    3.1 正確坐姿的確定
        3.1.1 H 點定義
        3.1.2 H 點確定
        3.1.3 舒適坐姿
    3.2 駕駛試驗艙設計
    3.3 X 光照實驗拍攝
        3.3.1 X 光照機簡介
        3.3.2 拍攝過程
        3.3.3 數(shù)據(jù)測量
        3.3.4 志愿者胸腰椎段 X 光照射結果
    3.4 本章小結
第4章 Hybrid Ⅲ 50th 有限元模型胸腰椎結構改進
    4.1 Hybrid Ⅲ 50th 假人結構
        4.1.1 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人的組成結構特點
        4.1.2 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人主要參數(shù)
    4.2 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人有限元模型胸腰椎段改動
        4.2.1 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人有限元模型胸腰椎改動原則
        4.2.2 Hybrid Ⅲ 50th 男性假人有限元模型胸腰椎的改動
    4.4 本章小結
第5章 Hybrid Ⅲ 50th 假人有限元模型仿真對比研究
    5.1 正面碰撞駕駛員側車體有限元模型的建立
    5.2 正面碰撞駕駛員側車體有限元模型的驗證
    5.3 改進前后假人動態(tài)響應及損傷參數(shù)的對比分析
        5.3.1 假人動態(tài)響應對比
        5.3.2 假人損傷曲線對比
    5.4. 基于正交試驗設計仿真對比
        5.4.1 正交試驗設計
        5.4.2 正交仿真試驗
    5.5 討論
    5.6 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄



本文編號：3471863