三维坐姿人体有限元模型

整脊柱振动精准复现

该模型经静态、模态和随机响应分析验证,能精确模拟坐姿人体0–20 Hz垂向振动下整个脊柱的变形与振动传递特性,为座椅舒适性和振动安全设计提供直接依据。

Dong, Ruichun · ZhuangQi, Lu · 程祥 · Yi, Wang · Liu, Huanbao · 牟宗高

Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part C: Journal of Mechanical Engineering Science 2024

参数信息

竖直共振模态竖直变形占比
60 %
竖直共振模态竖直位移占比
40 %

技术优势

全脊柱建模不简化

模型依据详细的人体脊柱解剖数据进行验证和调整,避免简化传统模型对脊柱各节段振动的忽略。

模拟与实验吻合

运动范围、模态频率和三轴传递率均与实验结果吻合良好,可替代部分试验。

共振下脊柱弯曲缓冲

竖直共振模态下,颈椎尤其是腰椎有弯曲变形,可减轻冲击,但会形成复杂交变应力,增加脊柱损伤风险。

传递率峰值自下而上增大

从脊柱底部到顶部,垂直传递率的峰值增大、峰数减少、频率分布变陡,揭示损伤敏感部位。

应用场景