李　凡，曹迎春，粟思橙，黄　晶

(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南 长沙　410082)



后碰撞中乘员颈部肌肉有限元模型的建立与验证*

李凡†，曹迎春，粟思橙，黄晶

(湖南大学 汽车车身先进设计制造国家重点实验室,湖南 长沙410082)

建立并验证了具有主动力响应的乘员颈部肌肉有限元模型，用于研究颈部肌肉主被动响应对后碰撞载荷下乘员头颈部动力学响应及颈部损伤的影响.运用50百分位成年男性颈部的MRI数据重建了人体颈部肌肉三维数值模型，采用克里格插值方法将其与头颈基础模型进行匹配.肌肉材料定义采用Ogden材料和Hill材料相耦合的办法以分别模拟肌肉的被动和主动特性.根据Davidsson等人开展的后碰撞台车志愿者试验数据对该颈部肌肉模型进行了验证.结果表明，肌肉激活状态下与未激活时比较，头部质心相对T1位移减小了12 mm，头部角位移减小了4°，肌肉主动力影响显著.该模型的数值模拟结果与志愿者试验结果吻合较好，模型具有较高的生物逼真度，可应用于后碰撞中的乘员颈部损伤研究.

肌肉主动力;汽车后碰撞;颈部损伤;生物力学;有限元模型

乘员颈部损伤是交通事故中的常见损伤.据统计，约85%以上的颈部损伤发生于低速(ΔV≤25 km/h)追尾碰撞中[1]，其中约98%的颈部损伤属于AIS1级损伤，即轻度损伤[2].但是，挥鞭伤是最为常见的颈部交通伤，在事故发生初期往往难以发现或者损伤轻微，而随着时间积累，这种损伤会慢慢加重甚至……