基于手部抓握力特征的大客车坐姿人体损伤数值模拟

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在特大交通事故中,大客车交通事故一直占据主要地位,因此大客车碰撞安全性的研究受到国内外学者越来越多的关注。本文运用计算机仿真技术对大客车的二次碰撞事故再现,结合人体损伤机理分析事故中人体受到的损伤,探讨造成人体受到伤害的各个因素。本文通过分析国内外大客车碰撞仿真的研究现状,发现在碰撞仿真研究中忽略手部抓握力的作用。如果将假人模型的手部置于自由状态,将造成最终的碰撞仿真结果不能准确反映人体的损伤,因此,本文的主要研究工作是:研究利用有限元建模的方法建立能反映手部抓握力的人体上肢模型,将其与Hybrid III多刚体假人进行组合装配,建立完整的组合式数值仿真假人。建立的组合式假人能反映手部抓握力,满足碰撞仿真的基本要求,使得碰撞仿真更加符合实际。根据研究生物力学中手部抓握力的大小来定义在碰撞仿真中人体手部抓握力的大小,以建立的组合式假人为基础,通过手部参数的设置模拟实际的手部抓握力。在大客车的二次碰撞仿真研究方面,本文依据实际情况,采用多刚体与有限元耦合的建模方法建立了大客车—人耦合系统的模型,进行了大客车在正面碰撞和追尾碰撞工况下的一系列的仿真计算。该仿真计算主要对比驾驶员和乘员在有无手部抓握力作用下的人体损伤,探讨对人体头部、颈部和胸部的损伤情况,分析手部抓握力在碰撞仿真中起到的作用,为其他的碰撞仿真提供理论依据,具有一定的参考价值。
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