汽车碰撞中颈部肌肉组织神经兴奋性对乘员损伤影响的研究

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1、学兔兔www.xuetutu.com汽车工程2015年(第37卷)第5期AutomotiveEngineering2015(Vo1．37)NO．52015091汽车碰撞中颈部肌肉组织神经兴奋性对乘员损伤影响的研究冰金景旭，张君媛，周浩，黄旭弘(1．吉林大学，汽车仿真与控制国家重点实验室，长春130025；2．湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙4100823．吉林大学机械科学与工程学院，长春130025)[摘要]为研究汽车碰撞中神经兴奋性引起颈部肌肉力的变化对乘员损伤的影响，建立了低速正面碰撞与追尾碰撞模型，对乘员运动响应进行了仿真分析。然后使用汽车驾驶模拟器采集真

2、实驾驶员颈部主要肌肉的肌电信号，验证了仿真结果的有效性。结果表明，在低速工况下，颈部肌肉紧张会约束头颈部的运动．头部有后倾上扬趋势，颈部受力大小有所增加。考虑颈部肌肉组织的神经兴奋性，能更真实地再现碰撞中乘员头部和颈部的运动响应，为颈部损伤评价准则的修正和乘员心理和生理变化对人体损伤影响的研究提供参考。关键词：正面碰撞；追尾碰撞；神经兴奋性；颈部肌肉；颈部损伤AnInvestigationintotheEffectsofNeckMuscleNeuralExcitationonOccupantInjuryDuringVehicleCrashJinJingxu一．ZhangJunyu

3、an．ZhouHao＆HuangXuhong。1．JilinUniversity，StateKeyLaboratoryofAutomotiveSimulationandControl，Changchun130025；2．HunanUniversity，StateKeyLaboratoryofAdvancedDesignandManufacturingforVehicleBo，Changsha4100823．SchoolofMechanicalScienceandEngineering，JilinUniversity，Changchun130025lAbstract]Inorder

4、tostudytheinfluenceofthechangeinneckmuscleforcecausedbyneuralexcitationOiloccupantinjuryduringvehiclecrash，bothfrontalandrearlow—speedimpactmodelsarebuiltandthekinematicre—sponseofoccupantissimulated．ThenavehicledrivingsimulatorisusedtocollecttheEMGsignalsofmajorneckmuscles，verifyingtheeffect

5、ivenessofsimulationresults．Theresultsshowthatinlowspeedconditionthemovementofneckisconfinedbymuscletensionandtheheadtendstoinclinebackwardwithacertainincreaseinneckmuscleforce．Withconsiderationoftheneuralexcitationofneckmuscle，thekinematicresponseofoccupantheadandneckcanbereproducedmoretruly，

6、providingaleffectivereferencefortheamendmentofneckinjuryevaluationcriteriaandthestudyontheeffectsofoccupant’Spsychologicalandphysiologicalchangesonhumanbodyinjury．Keywords：frontalimpact；rearimpact；neuralexcitation；neckmuscle；neckinjury与真人的生理结构存在较大差异，无法准确描述乘日IJ吾员在事故中骨折、肌肉损伤等问题。近些年来，随着生物力学等相关交叉

7、学科研究的深入，开发碰撞环汽车乘员的颈部损伤常见于交通事故中的低速境下具有高仿真度的数字化真人模型成为目前汽车追尾碰撞和正面碰撞系有安全带的乘员身上⋯。目研究领域的热点。有代表性的是文献[2]中的韦恩前的车辆碰撞安全性能设计大多借助假人进行碰撞州立大学头颈部损伤模型，该模型从生物医学角度事故模拟和乘员伤害评价。然而，假人的机械结构和真实人体结构出发，包含颅骨、脑组织、椎骨、椎问长春市科技计划项目(12ZX19)和湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室开放基金项目(311150