车辆振动对人体脊椎损伤的机理研究

车辆振动环境对人体脊椎的损伤和由此产生的各种脊椎类疾病已引起国内外的重视。本研究利用非线性动态有限元方法研究车辆振动环境对人体脊椎的影响，揭示振动引起的脊椎加速退化的原因，寻找在振动环境下最有利的坐立姿态，并以此指导新型安全性车辆座椅的结构和功能设计。研究包括：人体脊椎和车辆座椅非线性有限元模型的建立，考虑车辆振动载荷和人体腰椎坐立姿态的动态分析，实验车辆座椅的设计制作及其振动实验评估。研究从生理学角度分析在车辆座椅振动环境下，人体整个腰椎段各运动关节软组织的力学行为，展现车辆振动引起人体振动所产生的振动载荷对腰椎关节椎间盘、小关节接触面等常见病变处的应力、应变和接触力的变化规律。研究结果将有助于了解人体脊椎的动态运动机理，揭示车辆振动致使人体腰椎加速退化的原因所在，提出相应的防范措施，并为新型防振安全性车辆座椅的研发提供指导原则。