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基于优化的中国50th人体大腿有限元模型验证方法的研究
  • ISSN号:1000-680X
  • 期刊名称:《汽车工程》
  • 时间:0
  • 分类:TP391.9[自动化与计算机技术—计算机应用技术;自动化与计算机技术—计算机科学与技术]
  • 作者机构:[1]湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082, [2]中南大学湘雅三医院放射科,长沙410013
  • 相关基金:国家自然科学基金(51205118)、湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室自主研究课题和中央高校基本科研业务费资助.
中文摘要:

目前的假人和人体有限元模型大多是根据欧美人体建立的,故由人体身材的差别引起生物力学的响应的差异值得探讨。建立中国50th人体有限元模型有助于提高中国人体的损伤防护水平。通过CT扫描数据获得大腿的几何模型,并将其缩放到中国50th的人体股骨尺寸。根据股骨解剖学结构将股骨头、股骨颈、股骨体和内外侧髁等的皮质骨和松质骨赋予不同的材料参数,并利用LS-OPT对大腿模型的材料参数进行优化,使仿真结果与缩放至中国50th人体股骨尺寸的实验数据吻合,以满足不同的加载部位、加载方向和加载速率等载荷工况的验证要求。仿真结果表明优化后的模型具有较高的生物逼真度,并能适应多种载荷工况。

英文摘要:

At present,crash dummies and finite element human models are mainly created based on occidental human statistical data,so the differences in biomechanical response caused by the differences in human stature are worth exploring. Establishing the 50 th percentile Chinese model is conducive to improving the injury protection level of Chinese people. Based on CT scan data,thigh geometry model is obtained and scaled to the 50 th percentile Chinese human femur size. Different material parameters are given to the cortical and cancellous bones of femoral head,femoral neck,femoral body and lateral condyles according to femoral anatomic structure. The material parameters of thigh model are optimized by using LS-OPT to make simulation results well agree with experimental data of the 50 th percentile Chinese thigh size and meet the validation requirements for loading conditions with different locations,directions and rates of loading. The results of simulation show that the model optimized has higher biological fidelity and can be adapted to a variety of loading conditions.

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期刊信息
  • 《汽车工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国汽车工程学会
  • 主编:孟嗣宗
  • 地址:北京西城区莲花池东路102号天莲大厦1003室
  • 邮编:100055
  • 邮箱:sae860@sae-china.org
  • 电话:010-50950106 50950000
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-680X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2221/U
  • 邮发代号:2-341
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 被引量:17735