人体腰椎生物力学模型及损伤参数敏感性分析

摘要：

近年来随着汽车工业的迅速发展,新型轿车所配备的乘员约束系统更为先进,能够更好地保护车内乘员.但是新型轿车在正面碰撞中发生胸腰椎骨折的事故率却逐年上升.本研究基于GHBMC腰椎模型的几何外形,建立并验证了生物力学逼真度更高的人体腰椎有限元模型.通过处理已发表论文中的实验数据,得到韧带在不同加载速率下的拉伸载荷曲线,分析了不同韧带参数(韧带刚度、 韧带失效力、 松弛区长度、 韧带应变率效应)对于腰椎损伤的影响.同时构建了不同曲率的腰椎有限元模型,用以研究腰椎曲率对于腰椎损伤的影响.结果表明:韧带参数和腰椎曲率对于腰椎响应的影响很大;腰椎韧带刚度越小,腰椎损伤风险越高;考虑韧带松弛区和失效区后,腰椎损伤风险增大;在高冲击速度下考虑韧带载荷曲线的应变率效应,冲击速度越大,腰椎损伤风险越大;同时发现直立腰椎比弯曲腰椎具有更大的腰椎损伤风险.这对乘员保护设计有一定的指导意义.

关键词：汽车碰撞安全性、腰椎损伤、韧带、有限元法、生物力学

所属期刊栏目：48

分类号：U461.91(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目;国家重点研发计划项目子课题

在线出版日期：2020-11-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：94-106