文档介绍：天津科技大学学位论文原创性声明 Y241 0754 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究工作所取得的成果。除文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果内容,也不包括为获得天津科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:伽氐岳日期:≯『1年哆月6涉日知识产权和专利权保护声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师具体指导下并得到相关研究经费支持下完成的,其数据和研究成果归属于导师和作者本人,知识产权单位属天津科技大学; 所涉及的创造性发明的专利权及使用权完全归天津科技大学所有。本人保证毕业后, 以本论文数据和资料发表论文或使用论文工作成果时署名第一单位仍然为天津科技大学。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名:两I)她日期:抄1年B月晓日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,同意公布论文的全部或部分内容,允许论文被查阅和借阅。本人授权天津科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密l l(请在方框内打“、/”),在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密世|(请在方框内打“√”)。作者签名:俸‘啤日期:必1年8月允日别程名。!埘蒯嗍:夕件夕月/n 摘要随着中国汽车保有量急剧增加,道路交通事故迅猛上升,因交通事故引起的伤亡人数也逐步增加。特别是在以混合交通为主的中国,行人交通事故尤其严重,这其中行人的下肢损伤是导致行人致伤致残的主要原因,造成了巨大的经济损失和带来很多社会问题。构建具有详细解剖学结构的三维行人下肢损伤生物力学计算模型(有限元模型)是研究和理解下肢损伤中的生物力学问题,特别是行人膝关节损伤机理和损伤准则的重要手段,可为汽车安全性设计提供生物力学数据和理论指导,对减少和防护下肢损伤具有重要的理论意义和实际应用价值。本文从实际下肢解剖学结构出发构建了具有高生物仿真度的下肢有限元模型。首先,借助医学影像软件MIMICS提取了50百分位的中国成年男性CT图片的下肢组织,并重构具有三角形曲面的几何模型,包括第四五腰椎、骶骨和尾骨、髋骨、股骨、髌骨、胫骨和腓骨,以及整个下肢的皮肤等组织;其次,利用逆向工程软件Geomagic Studio对初始组织几何模型进行修补和平顺处理,生成具有NURBS曲线( RationalB—Splines)的CAD模型,为后续网格划分做准备;再次,应用网格划分软件 TrueGrid和Hypermesh对下肢几何模型进行网格划分和网格优化,构建整个下肢网格模型,该模型包括硬组织和软组织,硬组织包括四五腰椎、骶骨和尾骨、髋骨、股骨、髌骨、胫骨、腓骨、半月板、耻骨联合和各关节软骨等,软组织主要包括被动肌肉、各关节主韧带、下肢皮肤和各关节囊等。最后,根据尸体试验,设置仿真试验的边界条件,构建了完整的下肢有限元模型。,用于验证所构建的下肢有限元模型的有效性。仿真结果表明,其生物力学参数响应如膝关节撞击力、膝关节剪切位移和膝关节弯曲转角等符合实际的尸体实验结果,还表明了膝关节主韧带的损伤形式也与尸体试验结果类似。这表明所构建的下肢有限元模型是有效的,并具有较高的生物仿真度,可以用作研究下肢损伤生物力学的计算模型。利用所构建的下肢有限元模型研究分析了不同高度(325mm和450mm)前保险杠车辆在中等车速32km/h下对下肢的侧面碰撞响应,分析了相应损伤机理,这为汽车保险杠的安全性设计提供理论。本文通过对行人下肢,主要是膝关节有限元模型的碰撞响应分析的研究,为后续的进一步完善下肢有限元模型和构建完整的人体有限元模型形成了一整套研究思路, 为人体有限元模型的生物力学的研究奠定了坚实的基础,并为车辆安全性设计提供有力的依据。关键词:行人;下肢有限元模型;碰撞仿真试验;损伤机理; ABSTRACT Along with vehicle stock ofChina increasing dramatically,the traffic accidents rising sharply have resulted toincrease thecasualties every yeaL especially ident of pedestrian inthemixed仃a珩C forChina.