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基于数值生物力学模型的汽车正面碰撞中肥胖驾驶员头颈部损伤研究

2021-08-11赵清江

汽车工程学报 2021年4期
关键词:有限元变形模型

刘 明,赵清江

(1.汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室,重庆 401122;2.中国汽车工程研究院,重庆 401122)

随着居民生活条件的改善,世界各国正面临着肥胖带来的负面影响。肥胖不仅会使患糖尿病和心脑血管疾病的风险增大,且在汽车碰撞事故中,还有可能因为身体质量的增加而加剧乘员损伤。目前,BMI仍然是流行病学判断肥胖水平的首选指标,但不同地区制定了各自的肥胖分级,例如,中国肥胖问题工作组的专家在研究了有关中国肥胖的数据基础之后,建议将BMI=24.0~27.9 kg/m2定义为超重,BMI≥28.0 kg/m2定义为肥胖[1-2]。世界卫生组织结合全球各大洲的人口特点,将BMI=25.0~29.9 kg/m2视为超重,BMI≥30.0 kg/m2视为肥胖,应用范围最广,具体肥胖分级见表1。

表1 世界卫生组织BMI切点[3]

在过去的十多年里,美国的肥胖人群比例显著增长。2009~2010年,美国的总体肥胖率达到了35.7%[4]。2007~2009年,加拿大的肥胖人群占比是24.1%。2008年,澳大利亚的肥胖人群占比是25.7%[5-6]。而2012年,我国成人超重率为30.1%,肥胖率为11.9%,比2002年超重率增加了32%,肥胖率增加了67.6%[7]。肥胖人口数量的增加会滋生越来越多的肥胖驾驶员。

然而,国内外研究肥胖乘员在汽车碰撞损伤的文献并不多见。SHI Xiangnan等[8]和REED等[9]研究认为,在汽车碰撞中,肥胖乘员增加的体重和软组织改变了安全带的佩戴路径,使肥胖乘员容易出现“下潜”现象,增大下肢损伤风险。KENT等[10]使用一组非肥胖体型尸体和一组肥胖体型尸体进行了台车正面碰撞试验,在对比了肥胖乘员与非肥胖乘员尸体的运动学响应特征后认为:肥胖乘员比非肥胖乘员产生更大的偏移量以及更小的躯干向前旋转度。……

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