车辆驾乘人员不同坐姿时腰腹部骨肌力学特性分析

针对车辆驾驶员与乘员的不同人体坐姿引发的骨肌生物力学特性,基于人体骨肌力学软件分别建立了描述驾驶员操纵坐姿和副驾驶位置乘员自然坐姿的人体坐姿骨肌力学模型,并通过调整座椅靠背角度参数,分析了车辆驾乘人员腰腹部不同肌肉和骨骼的受力变化,为车用座椅人性化设计和准确定位测试驾乘人员坐姿的主要工作肌群和主要承力骨骼提供了定量化设计依据。     

坐姿下人体振动特性建模及实验分析

为客观评价垂直振动条件下人体生物力学响应,依据多体动力学原理建立了七自由度无靠背坐姿下人体振动模型。根据不同频率下人体振动实验数据,采用最小二乘参数识别法以及加权计算得到人体动力学参数,根据识别出的参数进行人体振动特性分析,得到了特定频率下人体头部振动加速度响应特性。应用近红外光谱法无创检测脑部组织血氧参量,分析了不同频率下血氧参数变化。实验结果表明:该模型有较高的预测精度,可为动态环境下人机界面设计提供重要参考,对于客观评价人体坐姿舒适性,提高汽车人机界面设计宜人性有指导意义。     

基于运动生物力学的女子沙滩排球服装压力舒适性研究

为了提高人体的运动舒适性,研究沙滩排球运动生物力学,采用基于LabVIEW虚拟仪器技术的压力测量系统进行人体着装实验,对服装的压力舒适性进行分析,针对服装款式设计、结构设计和面料设计提出了改进方案.结果表明,穿着改进后的服装,人体各测量部位压力大小顺序为:肩部<背部<腋下<腹部<胸部<臀部<胯部,新款女子沙滩排球服的压力舒适性有了明显改善,各部位压力均符合人体生理要求.     

一个肩关节肌肉功能模型

建立了一个人体肩关节三维肌肉功能模型,利用多刚体系统动力学原理,将肩关节节律导入模型之中;用欧拉角描述肩部各环节相对人体绝对坐标系的相对位置,得出不同位形下各骨标志点、肌肉附着点的全局坐标值及各肌肉肌拉力线的方向.本模型能更好得体现肩关节运动模式下的个体差异,为进一步的生物力学分析提供科学的理论依据.     

一个椎间盘黏弹生物力学模型

椎间盘生物力学模型的研究,由于在临床医学中的重要应用价值而受到了广泛的重视,也是生物力学研究领域中最具挑战性的课题之一.2009年,根据椎间盘的解剖结构及生理特征,曾建立了一个椎间盘横观各向同性复合材料弹性模型,由于椎间盘髓核是流固二相体,因此该模型存在一定的缺陷.为了弥补这种缺陷,也为了使模型更加接近真实,应用弹性力学和渗流力学理论,在以前模型的基础上,建立一个人体椎间盘黏弹模型.结果表明新建的黏弹模型与以前的弹性模型以及相关文献等均具有良好的吻合度,从而证明了新建模型的有效性.新建模型可以合理计算椎间盘在不同体位下的受力和位移等,为临床医学提供最直接的指导和服务.     

工程车辆驾驶室热舒适性评价

结合驾驶员坐姿模型与国家标准成年人体尺寸,建立基于人体坐姿的计算点模型.采用Fluent软件对3种不同送风形式(顶棚送风、侧壁送风、底板送风)的工程车驾驶室进行数值模拟,得到各测试点的温度和速度.在此基础上,采用室内温度、速度、不均匀系数、空气特性指数和能量利用系数等热舒适性指标对3种送风形式的工程车辆驾驶室热舒适性进行评价,结果表明:顶棚送风形式的驾驶室内温度、风速分布最均匀,能量利用效率最高,而底板送风的空气特性指数最好.     

电测法在人体新鲜骨骼应变测量中的应用

本文用电测法探讨测量人体新鲜骨骼应变的若干特殊问题。通过对多种测试方法的比较和大量实验数据根的分析,对用电测法测量人体新鲜骨骼的应变时应变片与粘贴剂的选用,应变片的粘贴方法与防护,温度效应与温度补偿等问题进行了初步探讨,并提出了一些看法。这对深入研究骨骼机械性能,骨骼的应力应变分析,假体的受力分析与研制,以及其他有关生物力学问题的研究,具有实际意义,提供了可靠的测试手段。     

民间儿童坐具设计研究

人类行为习惯决定了人与坐具有着密切关系,对坐具设计的研究也具有重要意义。常用坐具设计受传统起居方式、礼仪制度的制约有其自身特点,本文选择为特殊群体设计的儿童坐具为研究对象,通过与成人坐具的对比分析,总结归纳出儿童坐具突出实用性、安全性、舒适性、娱乐性的特点。     

基于CT图像的组织建模与仿真方法

为了满足在虚拟手术中针对专门患者的材料进行手术规划、手术演习等研究的需要,提出了基于患者CT图像进行生物组织建模与仿真的10步建模法,解决了基于CT图像组织建模与仿真研究中涉及的生物组织几何建模问题、物理建模问题、基于应变能函数建立生物组织运动的力学方程问题、利用有限元法解生物力学方程问题,并利用该建模方法对人体股骨及软组织进行了建模与仿真,通过仿真结果同生物材料测试结果的比较,尽管实验误差和模型的简化造成了两组数据之间的不同,但是从整体上看,二者在趋势和数值上还是匹配的很好.特别是在2~8mm这个临床常用牵引范围内,效果可以满足临床仿真需要.证明了该方法和所建立的数学模型在生物组织建模与仿真中的有效性.     

运动生物力学在体育教学中的应用

运动生物力学是研究人体运动力学规律的一门应用性科学。体育教学中运用生物力学知识,对研究动作技术,确立动作技术原理,建立动作技术模式,优化体育教学具有重要作用。本文从实际教学出发,把生物力学知识与田径、球类教学相结合,力图对运动生物力学在体育教学中的运用从方法上起到指导作用。