华南理工大学学报(自然科学版)

作者：唐亮, 郑佳佳, 李文熙, 等

单位：北京林业大学 工学院，北京 100083

关键词：汽车碰撞安全性,腰椎损伤,韧带,有限元法,生物力学

基金：国家自然科学基金资助项目 (51975057); 国家重点研发计划项目子课题 (2019YFD1002401-3)

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。

来源：2020年第9期

《华南理工大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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