汽車座椅約束環(huán)境下人體脊椎的靜動態(tài)特性分析.pdf

1、隨著汽車機動性能的不斷完善，人們開始對汽車的乘坐舒適性提出了更高的要求。車輛座椅的減振性能及舒適性對長期駕車、乘車所致的各種脊椎類疾病有很大的影響。研究發(fā)現即使小幅度循環(huán)振動載荷的長期作用與積累也可導致脊椎椎間盤的退化及與長期振動相關聯的多種脊椎類病癥。雖然座椅的減振性能不斷地得到改善，但近年來的一些研究表明，車輛振動問題仍然是人體下腰疼痛發(fā)病率的一個不可忽略的原因。車輛振動對人體脊椎的損傷已日益受到關注，近年來國際上已提出利用人體脊椎

2、彎曲姿態(tài)的調整達到人體脊椎安全保護的目的。目前國際上，在該方面的研究尚處于起步階段。本文研究課題來源于國家自然科學基金，本文主要研究車輛座椅支撐對人體脊椎振動形態(tài)的影響。
　　一.通過CT掃描技術獲得DICOM格式的人體脊椎數據。利用MIMICS軟件建立人體腰椎—骨盆—骶髂復合體的三維模型。利用ANSYS軟件建立人體椎間盤和韌帶，最終獲得人體脊椎L1-Pelvis段的三維有限元模型。
　　二.選取人體腰椎容易患病的L4-L5

3、運動段，對其進行生物力學驗證，證明所建模型的有效性。對不同坐姿下的脊椎彎曲姿態(tài)，進行靜力學分析，獲得應力分布和位移變化規(guī)律。分析人體不同前俯角度對椎間盤的影響。
　　三.利用人體脊椎L1-Pelvis段的三維有限元模型，進行了人體不同姿態(tài)下的腰椎生物力學分析。分析結果為座椅的靜態(tài)舒適性設計提供科學的理論依據。
　　四.分別在垂直坐姿和座椅約束條件下，對L1-Pelvis段的三維有限元模型進行模態(tài)分析，并提取各階響應頻率和模態(tài)