2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、隨著汽車工業(yè)的發(fā)展,行人安全狀況逐漸突出,行人安全已逐漸成為國(guó)內(nèi)外汽車安全研究的重要課題。由于下肢最先與汽車發(fā)生碰撞,下肢損傷在汽車與行人碰撞中非常常見(jiàn)。雖然下肢損傷不是致命傷,但是最容易導(dǎo)致長(zhǎng)期或永久性殘疾。因此,探究下肢損傷機(jī)理對(duì)保護(hù)行人安全具有重要意義。有限元分析方法能夠準(zhǔn)確地模擬人體組織的應(yīng)力應(yīng)變,能夠較好地模擬汽車與下肢發(fā)生碰撞的響應(yīng),已成為研究人體損傷機(jī)理的有效方法。然而,現(xiàn)有的下肢有限元模型都是基于歐美人體建立的,其生物力

2、學(xué)響應(yīng)與中國(guó)人體的差異值得探討。因此,本文將通過(guò)尺寸縮放方法建立中國(guó)50百分位下肢幾何模型,使用優(yōu)化方法開(kāi)展全面的模型驗(yàn)證,建立適合中國(guó)人體的下肢有限元模型。
  本文采用計(jì)算機(jī)斷層(CT)和磁共振成像(MRI)技術(shù)獲取下肢模型的影像數(shù)據(jù),運(yùn)用醫(yī)學(xué)圖像處理軟件Mimics和三維處理軟件Geomagic Studio,構(gòu)建下肢幾何模型。根據(jù)人體統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)將下肢模型縮放到中國(guó)50百分位人體尺寸。綜合使用ANSYSY ICEM CFD和

3、Hypermesh軟件對(duì)下肢模型進(jìn)行高精度的六面體網(wǎng)格劃分,并根據(jù)下肢各部位的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性賦予不同的材料屬性。采用縮放方法對(duì)文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行縮放,以使得生物力學(xué)試驗(yàn)數(shù)據(jù)適應(yīng)中國(guó)50百分位的人體尺寸。
  為更全面地驗(yàn)證下肢有限元模型的生物逼真度,本文對(duì)下肢有限元模型進(jìn)行了多層次的全面驗(yàn)證。在大腿、小腿模型的驗(yàn)證中,使用優(yōu)化方法對(duì)長(zhǎng)骨皮質(zhì)骨材料的彈性模量、拉壓應(yīng)力-應(yīng)變曲線、失效應(yīng)變以及肌肉的體積模量進(jìn)行優(yōu)化,使得股骨、脛骨、腓

4、骨、大腿和小腿的近心端、中部、遠(yuǎn)心端三個(gè)加載位置的動(dòng)態(tài)仿真結(jié)果以及股骨、脛骨、腓骨中部縱向(A-P)和橫向(L-M)的準(zhǔn)靜態(tài)仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。在膝關(guān)節(jié)模型的驗(yàn)證中,使用優(yōu)化方法對(duì)前交叉韌帶(ACL)、后交叉韌帶(PCL)、脛側(cè)副韌帶(MCL)、腓側(cè)副韌帶(LCL)進(jìn)行體積模量、超彈性系數(shù)、普羅尼算法系數(shù)和失效優(yōu)化驗(yàn)證,并進(jìn)行膝關(guān)節(jié)的四點(diǎn)彎曲和三點(diǎn)彎剪進(jìn)行校驗(yàn)。最后對(duì)整個(gè)下肢模型進(jìn)行整體檢驗(yàn)。
  通過(guò)優(yōu)化方法,仿真曲線與

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