汽车行驶中人体椎间盘力学特性研究：坐姿与振动影响

"振动状态下人体椎间盘关节力学特性分析" 这篇论文主要探讨了在振动环境下人体椎间盘关节的力学特性，特别是在汽车行驶中的影响。作者李睿和郭立新运用三维有限元模型来模拟L4-L5椎体关节，以此来研究不同人体尺寸、不同坐姿对脊椎关节压应力和剪切应力的影响。他们考虑了5种不同的人体尺寸和3种坐姿情况，以模拟实际驾驶中的各种条件。 研究发现，当人体处于弯曲坐姿时，脊椎所承受的压缩应力和剪切应力达到最大值，这可能对驾驶员的健康产生潜在风险。此外，人体的高度和质量也显著影响着脊椎关节的静态剪切应力和压缩应力。这意味着体型较大的驾驶员或者长时间保持特定坐姿的驾驶员可能面临更大的脊椎压力。 论文还计算了在随机振动状态下的座椅坐垫与脊椎应力的传递函数，这是评估座椅设计对驾驶员健康影响的重要指标。通过这些传递函数，可以了解座椅振动如何影响脊椎应力，以及不同坐姿如何改变这种传递效果。这为优化汽车座椅设计提供了理论依据，有助于减少长时间驾驶对驾驶员脊椎健康的影响。 关键词包括人体椎间盘、坐姿、随机振动和传递函数，表明这篇论文关注的是人体工程学在车辆设计中的应用，特别是如何通过理解人体在振动环境下的力学反应来改进车辆的舒适性和安全性。这篇论文由国家自然科学基金和高等学校博士点基金支持，属于首发论文，发表在中国科技论文在线平台上。 中图分类号为TB17，表明其属于工程技术领域的研究，具体为运输工程的子领域。文章的英文标题是"AnalysisonMechanicalPropertiesofHumaninterertebraldiskundervibrationcircumstances"，进一步强调了研究的核心内容是振动环境下人体椎间盘的力学特性分析。 这篇论文揭示了振动环境对人体脊椎的影响，为车辆工程和人机工程学领域的研究提供了新的视角，对于改善驾驶员健康和驾驶体验具有重要意义。