《基於座椅支撐調節的人體脊椎振動損傷保護方法研究》是依託東北大學，由郭立新擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於座椅支撐調節的人體脊椎振動損傷保護方法研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：郭立新
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
車輛振動對人體脊椎損傷和導致的各種脊椎類疾病已引起國內外的重視。本研究利用非線性動態有限元方法研究振動環境對人體脊椎的影響及座椅對人體脊椎的作用關係，探尋人體脊椎振動損傷的保護方法，並以此指導新型車輛座椅的結構和功能設計。研究包括考慮車輛振動載荷、人體腰椎不同彎曲姿態和座椅靠背支撐作用的非線性有限元動態分析；考慮脊椎振動保護與乘坐舒適性間的車輛座椅結構功能協同設計；基於人生理特徵的座椅本體及腰部支撐機構控制系統設計；座椅振動實驗測試評估及系統有效性的驗證等。研究從人生理學角度分析在車輛振動環境下，人體腰椎各運動關節軟組織的力學行為，尋找基於座椅支撐功能的人體脊椎振動保護方法。研究結果將有助於了解人體脊椎的動態運動特徵，提供人體脊椎振動保護的防範措施，並為新型防振安全車輛座椅的研發提供理論基礎。相關研究成果在坦克、直升飛機、工程機械等方面有較好的套用推廣意義。
結題摘要
汽車是每個國家工業、農業、國防、民用最重要的交通工具。調查研究表明，車輛的振動問題仍是人體下腰疼痛發病率的一個不可忽略的原因。振動環境可以導致人體脊椎椎間盤的加速退化，並可能導致與長期振動相關聯的各種脊椎類病症。課題研究成果對保護人體，減少振動對人體脊椎傷害有著重要的指導意義，同時可推廣到軍用車輛、直升飛機、工程機械等領域的車輛座椅設計中。 本課題研究以探尋人體脊椎振動損傷的保護方法為目標，開展的研究內容主要包括如下：（1）建立了結構詳細的人體脊椎T12-Pelvis三維非線性有限元模型；（2）建立了車輛座椅-人體全身的三維非線性有限元模型；（3）進行了車輛座椅對人體腰部脊椎姿態調節影響的振動實驗研究；（4）提出了一種利用人體脊椎姿態調節、減輕人體脊椎振動損傷的人體保護方法；（5）研發了多種能夠實現人體脊椎姿態調節的車輛座椅腰部支撐的結構裝置。實驗測試結果和有限元分析結果都表明：在車輛振動環境下，適量的座椅腰部支撐（支撐量為20mm附近）對振動環境中的腰部肌肉疲勞具有最佳的緩解作用。在車輛振動環境下，無座椅腰部支撐要優於過大的腰部支撐量（支撐量大於40mm）。 在課題執行期間，相關研究成果在國內外學術雜誌上發表論文21篇，SCI論文7篇（含錄用2篇）、EI檢索9篇。申請並授權的發明專利4項。在高等教育出版社出版專著1部。培養畢業博士和碩士研究生13人，目前已畢業10人。
