生物机械模拟头部复合体与积极的肌肉控制,用于评估鞭损伤
Haruki Kamimura1, Atsutaka Tamura2
1Department of Mechanical Engineering, Tottori University, 4-101 Koyama-minami, Tottori, 680-8552, Japan.
Medical & biological engineering & computing
|November 18, 2025
概括
一个新的肌肉控制算法增强了有限元素 (FE) 模型,以实现现实的鞭模拟. 这有助于改善部受伤的生物力学分析和汽车安全系统的开发.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算机建模 计算建模
背景情况:
- 模拟鞭伤害需要准确的生物机械模型的头部复合体.
- 现有的模型往往缺乏现实的肌肉激活动态,限制了预测准确度.
研究的目的:
- 为有限元素 (FE) 人体模型开发和实施一种新的肌肉控制算法.
- 为了增强部肌肉收缩的生物机械现实性,在鞭负荷模拟过程中.
主要方法:
- 一个基于Hill型肌肉模型的算法被开发出来,可以自主控制部肌肉.
- 该算法被集成到一个校准的FE模型的头部复合体.
- 模拟包括静态姿势控制和动态鞭负荷场景.
主要成果:
- 该算法成功地在负载下保持了头部和部的姿势,并对干扰作出反应.
- 该FE模型在鞭模拟过程中复制了典型的S形子宫变形.
- 在面关节囊中观察到显著的拉伸应变,这表明了潜在的受伤部位.
结论:
- 这种新的算法显著提高了FE模型用于鞭伤害分析的预测准确度.
- 这种方法为开发先进的汽车安全系统提供了有前途的工具.
- 未来的研究将重点关注弱势群体和头靠背的有效性.


