冲击力模拟实验-人体损伤力学
手臂冲击实验报告
一、实验目的1. 掌握手臂冲击实验的基本原理和方法；2. 了解冲击对人体上肢的影响；3. 探究手臂冲击对人体生理指标的影响；4. 为提高人体上肢抗冲击能力提供实验依据。
二、实验设备1. 冲击实验台；2. 力传感器；3. 数据采集器；4. 生物力学分析软件；5. 标准化测试用臂力计；6. 实验用臂力计；7. 实验用臂力计；8. 生理指标测试仪器（如血压计、心率计等）；9. 受试者信息记录表。
三、实验对象选取20名健康成年人作为实验对象，其中男性10名，女性10名，年龄在20-30岁之间，身高、体重均在正常范围内。
四、实验方法1. 实验前，对受试者进行生理指标测试，包括血压、心率等；2. 受试者进行标准化的臂力测试，记录最大臂力值；3. 将受试者分为两组，每组10人；4. 第一组为冲击组，第二组为对照组；5. 冲击组受试者在实验台上进行手臂冲击实验，对照组受试者不进行实验；6. 冲击实验过程中，使用力传感器记录冲击力大小；7. 实验结束后，再次对受试者进行生理指标测试，包括血压、心率等；8. 使用生物力学分析软件对实验数据进行分析。
五、实验结果与分析1. 冲击组受试者在实验过程中，手臂冲击力大小均在安全范围内；2. 实验结束后，冲击组受试者的生理指标（血压、心率等）与实验前相比，变化不明显；3. 冲击组受试者的最大臂力值在实验前后无明显差异；4. 对照组受试者在实验过程中，生理指标（血压、心率等）与实验前相比，变化不明显；5. 对照组受试者的最大臂力值在实验前后无明显差异。
六、实验结论1. 手臂冲击实验过程中，受试者生理指标变化不明显，说明冲击对人体上肢的生理影响较小；2. 冲击实验对受试者最大臂力值无显著影响，说明冲击对人体上肢的力学性能影响较小；3. 本实验为提高人体上肢抗冲击能力提供了实验依据。
七、实验讨论1. 本实验结果表明，手臂冲击对人体上肢的生理和力学性能影响较小，但在实际工作中，仍需注意避免手臂受到过大的冲击力；2. 在进行手臂冲击实验时，应确保实验过程中的安全，避免对人体造成伤害；3. 未来研究可进一步探讨不同类型冲击对人体上肢的影响，以及提高人体上肢抗冲击能力的方法。
211206244_应用数学模型计算跑步时地面对人体的冲击力
doi:10.19677/j.issn.1004-7964.2023.03.012应用数学模型计算跑步时地面对人体的冲击力李长振1，王震2*，汤运启3，李俊4*（1.广州城市职业学院，广东广州440111；2.广东青年职业学院，广东广州510550；3.陕西科技大学设计与艺术学院，陕西西安710021；4.无锡太湖学院，江苏无锡214064）摘要：基于Zadpoor和Nikooyan等人改良的Liu和Nigg模型（简称LNZN模型）进行改良，改良的是双质量—弹簧—阻尼模型，探讨鞋的性能和地面刚度对冲击力的影响。
LNLN模型未考虑鞋和地面的性能，因此，对LNLN模型改良，用双层质量—弹簧—阻尼模型计算跑步时的冲击力，第一层是鞋底，第二层是地面。
利用地面刚度、鞋底性能构建运动学方程计算跑步的冲击力。
计算表明，地面反作用力与鞋的缓冲力，负载率和被动力峰值水平，模型计算结果与实验结果基本一致，这说明改良模型是成功的可用于计算跑步时地面对人体的冲击力。
关键词:LNLN改良模型；地面刚度；冲击力；跑鞋性能中图分类号:TS943.1文献标志码:AApplying of Mathematical Models to Calculate the Impact Force of Ground on Human Body During Running(1.Guangzhou City Polytechnic,Guangzhou440111,China;2.GuangDong Youth Vocational College,Guangzhou510550,China;3.College of Design and Art,Shaanxi University of Science&Technology,Xi'an710021,China;4.Wuxi Taihu University,Wuxi214064,China)Abstract:Based on LNZN model,the modified model was a two-mass-spring-damping model based on LNZN model.The influence of shoe performance and ground stiffness on impact force is discussed.The performances of shoes and floors were not considered in the LNLN model.Therefore,in this study,the LNLN model was modified to calculate the impact force during running with a two-layer mass-spring-damping model.The first layer was the sole and the second layer was the ground.According to the ground rigidity and shoe sole performance,the equation of motion was established and the running impact force was calculated.The calculation results showed that the ground reaction force was consistent with the cushioning force of shoes,and the calculation results of modified model were consistent with the experimental results.Besides,the calculation results of load rate and peak dynamic value of model were basically consistent with the experimental results, which indicate that the modified model is successful and can be used to calculate the impact of the ground on the human body during running.Key words:LNLN modified model;ground stiffness;impact force;performance of running shoes收稿日期：2022-07-19基金项目：广东省哲学社会科学规划项目（GD20CTY08）；广东省教育科学“十三五”规划项目（2020GXJK516）；广东省“攀登计划”专项资金（pdjh2022b0896）第一作者简介：李长振（1985-），男，硕士，讲师，研究方向：运动穿戴设备。
模拟人体碰撞实验报告(3篇)
第1篇一、实验背景随着汽车工业的快速发展，交通事故频发，给人们的生命财产安全带来了严重威胁。
为了提高汽车安全性，研究人员开发了多种模拟人体碰撞的实验方法。
本实验旨在通过模拟人体碰撞实验，研究不同车型、不同碰撞速度下人体所受伤害情况，为汽车安全设计提供参考。
二、实验目的1. 研究不同车型、不同碰撞速度下人体所受伤害情况；2. 分析人体在不同碰撞角度下的损伤特点；3. 为汽车安全设计提供参考。
三、实验材料与设备1. 实验材料：模拟人体碰撞实验模型、碰撞台、数据采集系统等；2. 实验设备：碰撞台、数据采集系统、计算机等。
四、实验方法1. 实验模型：采用某品牌汽车模拟人体碰撞实验模型，包括头部、胸部、腹部、骨盆、腿部等部位；2. 碰撞速度：分别设置碰撞速度为30km/h、50km/h、70km/h，模拟实际交通事故中常见的碰撞速度；3. 碰撞角度：设置碰撞角度为0°、15°、30°、45°，模拟不同碰撞角度对人体损伤的影响；4. 数据采集：采用数据采集系统，实时记录碰撞过程中各部位的受力情况，以及碰撞后的位移、速度等数据。
五、实验步骤1. 将实验模型固定在碰撞台上，调整好碰撞速度和角度；2. 启动数据采集系统，记录碰撞过程中的各项数据；3. 进行碰撞实验，观察实验模型各部位的损伤情况；4. 分析实验数据，总结不同车型、不同碰撞速度、不同碰撞角度下人体所受伤害的特点。
六、实验结果与分析1. 碰撞速度对伤害的影响：随着碰撞速度的增加，人体所受伤害程度加剧。
在相同碰撞角度下，碰撞速度越高，人体所受损伤越严重；2. 碰撞角度对伤害的影响：在相同碰撞速度下，不同碰撞角度对人体损伤的影响不同。
碰撞角度越大，人体所受损伤越严重；3. 车型对伤害的影响：不同车型在碰撞过程中的受力情况不同，导致人体所受伤害程度存在差异。
在相同碰撞速度和角度下，车型差异对人体损伤的影响较小。
七、结论1. 本实验通过对模拟人体碰撞实验的研究，揭示了不同车型、不同碰撞速度、不同碰撞角度下人体所受伤害的特点；2. 为汽车安全设计提供了参考，有助于提高汽车安全性，降低交通事故发生率。
霍普金森杆冲击力学试验
霍普金森杆冲击力学试验霍普金森杆冲击力学试验，说到这个名字，听起来是不是有点儿高大上？其实啊，这玩意儿看起来复杂，做起来却能让你大开眼界，瞬间明白很多物理现象是怎么回事儿。
你要是觉得这种名字过于学术，那你就当它是“冲击测试”也行，简单来说，就是模拟物体在快速碰撞时的力学行为。
想象一下，你在滑板上玩得开心，然后突然撞上了个障碍物，啪的一声，你的身体瞬间停住，滑板却飞了好远。
这一瞬间发生了什么？冲击力有多大？如果再碰到不同的材料，力的变化会怎样？霍普金森杆就是用来解决这些问题的。
这个试验其实挺有意思的，它可以帮助我们了解材料在突然遭遇外力时的反应，不管是金属、塑料还是橡胶，甚至是你手机屏幕上的玻璃，都能用这个方法测试。
当我们说“冲击”时，脑袋里可能会想起什么赛车撞车啊，或者乒乓球拍打球那一瞬间的反应，但你要知道，这种瞬间的碰撞背后可隐藏着复杂的物理学原理。
霍普金森杆试验的核心就是通过撞击测试来研究材料如何吸收和传递这些突然的外力。
它的原理，简单点说，就是通过两根杆子、一个待测试的样品以及一些传感器来完成的。
试验的操作原理就像你在玩一个简单的“打击游戏”。
我们有一个很重的锤子，或者说是一个冲击源，它会猛烈地撞击到材料的表面。
而这时，冲击力会通过材料传递给接下来的几根钢杆。
等到这一力量传到材料的另一端，就能通过传感器测量这些变化，搞清楚材料在受到撞击时是如何变形的，力传递的速度是怎样的，以及它到底能承受多大的冲击力而不崩溃。
嘿，听起来有点像科幻电影里的实验室场景，是不是？而且啊，霍普金森杆试验的一个好处就是可以在极短的时间内完成。
你想想，物体一旦遭受冲击，瞬间发生的变化是非常剧烈的，如果要测量这些变化，光凭肉眼是不行的。
而通过霍普金森杆，我们就能精准地捕捉到冲击的全过程，所有的细节都不放过！通过这么快速、精准的实验数据，我们就可以知道，某个物体究竟在冲击力下能撑多久，是“顶住了”还是“断了”。
在许多高科技领域，尤其是航空航天、军事装备、汽车碰撞测试等，这种试验可说是“救命稻草”。
人体胸腰椎体冲击损伤的生物力学研究
人体胸腰椎体冲击损伤的生物力学研究毕大卫;王伟;费骏;祖罡;陈亿民;魏威【期刊名称】《中国骨伤》【年(卷),期】2010(023)010【摘要】目的:探讨人体脊柱胸腰椎在冲击载荷作用下引起的爆裂骨折的生物力学机制及损伤特点.方法:自2008年9月至2009年10月,采集10具新鲜人体脊柱胸腰椎标本,平均分为两组,建立实验模型,分别进行静力学强度试验和动态冲击生物力学实验,观察在不同载荷作用下,胸腰椎体发生静态和动态冲击响应的相关数据.结果:胸腰椎屈服载荷为(5 280.00±354.20)N,屈服位移为(13.32±2.07)mm,极限载荷为(6 590.00±249.20)N,极限位移为(20.60±2.57)mm,加载速度为0.02 g,胸腰椎的动态力学性质其平均极限载荷为(14425.60±1101.52)N,载荷平均作用时间为(17.29±2.04)ms,平均加速度为(36.80±2.81)g,动态位移为(45.11+1.13)mm.结论:胸腰椎爆裂性骨折是由高能量瞬间释放所导致的严重损伤,生物力学受力作用呈脉冲式变化,胸腰椎体具有生物材料的粘弹性性质.【总页数】4页(P772-775)【作者】毕大卫;王伟;费骏;祖罡;陈亿民;魏威【作者单位】杭州师范大学医学院附属萧山人民医院,浙江,杭州,311200;浙江萧山医院;杭州市红十字会医院;杭州师范大学医学院附属萧山人民医院,浙江,杭州,311200;杭州师范大学医学院附属萧山人民医院,浙江,杭州,311200;杭州市红十字会医院【正文语种】中文【中图分类】R6【相关文献】1.基于多体动力学和有限元方法的三级跳运动人体膝关节冲击损伤分析研究 [J], 刘同众;朱林;程曦;彭双双;戚银银;秦义先;尹成龙;章文峰;朱德泉2.人体椎体终板生物力学研究进展及其骨折的临床意义 [J], 周丽;刘卫国3.人体在向后滑倒时平衡调节能力的生物力学研究 [J], 纪仲秋;赵盼超;姜桂萍;龚睿;李旭龙4.面向伤道冲击损伤评估的人体有限元建模与验证 [J], 朱一辉;陈菁;张金洋;温垚珂;王建民;徐诚;李冠桦5.人体跟骨冲击损伤的生物力学研究 [J], 王国喜因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
模拟冲击实验报告
模拟冲击实验报告模拟冲击实验报告引言：模拟冲击实验是一种常见的科学实验方法，通过对物体在不同冲击力下的反应进行观察和分析，以获得有关物体性能和结构强度的重要数据。
本报告旨在介绍模拟冲击实验的目的、方法和结果，并探讨其在科学研究和工程应用中的重要性。
实验目的：模拟冲击实验的目的是通过模拟真实环境中的冲击力，评估物体的耐冲击性能和结构强度。
通过实验，我们可以了解物体在不同冲击力下的变形情况、破坏点以及结构的稳定性，为产品设计、工程建设等提供科学依据。
实验方法：在本次实验中，我们选择了一种常见的材料——钢材进行测试。
首先，我们准备了一台模拟冲击实验设备，该设备能够产生不同程度的冲击力。
然后，我们选择了不同尺寸和形状的钢材样本，将其固定在实验台上。
接下来，我们逐渐增加冲击力，记录每个冲击力下钢材样本的变形情况和破坏点。
实验结果：通过实验，我们观察到钢材样本在不同冲击力下的反应。
当冲击力较小时，钢材样本出现微小的弯曲变形，但仍能保持结构的稳定性。
随着冲击力的增加，钢材样本出现更明显的变形，甚至出现破裂现象。
通过对实验结果的分析，我们可以得出以下结论：钢材的强度和耐冲击性能与冲击力成正比，当冲击力超过一定阈值时，钢材会发生破坏。
实验意义：模拟冲击实验在科学研究和工程应用中具有重要意义。
首先，通过模拟真实环境中的冲击力，我们可以评估物体的耐冲击性能，为产品设计提供重要依据。
例如，在汽车工业中，模拟冲击实验可以帮助设计师确定汽车车身的结构强度，以确保乘客在碰撞事故中的安全。
其次，模拟冲击实验也可以帮助我们了解物体的变形特性和破坏机制，为材料科学和工程力学的研究提供实验数据。
最后，模拟冲击实验还可以用于评估建筑物、桥梁等工程结构的耐久性，为工程建设提供科学参考。
结论：通过模拟冲击实验，我们可以评估物体的耐冲击性能和结构强度，并为产品设计和工程应用提供科学依据。
模拟冲击实验在科学研究和工程领域中具有重要意义，可以帮助我们了解物体的变形特性和破坏机制，为材料科学和工程力学的研究提供实验数据。
中国人体小腿冲击仿真分析与损伤准则的研究
中国人体小腿冲击仿真分析与损伤准则的研究杜现平;张冠军;曹立波;胡跃群【摘要】在已开发的中国人体50百分位男性小腿有限元模型的基础上,加入脚部模型和与踝关节动力学特性相关的11条踝关节韧带和11束肌肉有限元模型,以进行踝关节动力学特性的研究和肌肉主动力的模拟.采用单点积分壳单元模拟踝关节韧带,其余韧带采用梁单元模拟.基于乘员小腿的碰撞损伤载荷特点,采用两种小腿轴向冲击试验,对小腿模型进行了验证.结果显示,小腿轴向冲击动力学特性曲线与试验吻合较好,说明模型具有较高的生物逼真度.在此基础上,利用模型,对胫骨指数(TI)与修正胫骨指数(RTI)的损伤预测能力进行评估,对比了中国人体与欧美人体的差异.结果表明,尽管RTI改善了小腿的骨折损伤的预测能力,但对于中国50百分位男性小腿,RTI仍然低估了其损伤程度,需进行相应修正.【期刊名称】《汽车工程》【年(卷),期】2016(038)011【总页数】7页(P1324-1330)【关键词】中国人体;小腿模型验证;胫骨指数;修正胫骨指数;欧美人体【作者】杜现平;张冠军;曹立波;胡跃群【作者单位】湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082;湖南大学,汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410082;中南大学湘雅三医院放射科,长沙410013【正文语种】中文下肢损伤是汽车碰撞事故中人体中度损伤(abbreviated injury scale(AIS)2, AAAM)中频率最高的损伤形式[1]。
尽管下肢损伤一般不会产生致命性的伤害，但也是导致永久残疾最主要的原因之一[2]。
其中，脚部及踝关节损伤占所有下肢损伤的30%～40%[3]，Pilon骨折作为其中最严重的损伤形式，是导致下肢残疾的最主要的原因[4]。
作为各国NCAP测试中重要的评判指标，降低下肢损伤也一直是各汽车厂商的研究重点。
人体胸腰椎体冲击损伤的生物力学研究
（０６ ￣ ． ） ｍ， 栽速 度 为 ０ ２ｇ 胸 腰椎 的动 态 力 学性 质 其 平 均 极 限 栽荷 为 （ ４４ ５６ ＋ １ １ ２ Ｎ， 荷 平 均作 ２． ２ ７ ｍ 加 ０ ５ ． ， ０ １ ２ ． － ０ ． ） 栽 ０ １ ５
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７ ２・ ７
中 国骨 伤 ２ １ ０ ０年 ｌ ０月 第 ２ ３卷 第 ｌ ０期 Ｃ ｉａＪＯ ｈｐ＆ Ｔａ ｍ ， ｃ． １ ， ｏ． Ｎ ． ｈｎ ￣ ｏ ｒｕ ａ Ｏ ｔ ０ ０ Ｖ １ ３，ｏ１ ２ ２ ０
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基 础 ｘｔ ・ ｄ－ 究
人体胸腰椎体冲击损伤 的生物力学研究
ｂ ｒｓ ｉ ｅｓ ｃｍｅ ｒ ｏｌ ｃｅ ｏ ｘ ｅ ｍｅ ｔｌｍｏ ｌａ ｄ ｄｉｉ ｄｉ ｔ ｗｏｇｏｕ ｓ Ｂｉｍｅ ｈ ｎｉａ ｔｔｃａ ｎ ｍｉ ｍ — ａ ｐ ｎ ｐｅ ｉ ｎｓｗｅ ｅｃ ｌｅ ｔｄｆ ｒｅ ｐ ｒ ｉ ｎａ ｄｅ ｎ ｖｄｅ ｎ ｏｔ ｒ ｐ ． ｏ ｃ ａ ｃ ｌｓａ ｉ ｎｄｄｙ ａ ｃｉ ｐ ｃ ｔｅ ｇｈ ｔｓ ｒ ｒｏｍ ｅ ｅ ｐ ｃｉ ｅｙ ｉ ｗｏｇ ｏ ｐｓ ａ ｔｓｒ ｎ ｔ ｅ ｔｗｅ ｅｐｅｆ ｒ ｄ ｒ ｓ ｅ ｔｖ ｌ ｎ ｔ ｒ ｕ ．Ｔｈ ｔｔｃ ａ ｄ ｄ ｎａ ｃ ｄ ｔ ｒ ｍ ｈ ｒ ｃ ｌ ｍｂａ ｅ ｔｂｒ ｅｓ ｃ ｅ ｓａ ｉ ｎ ｙ ｍｉ ａ ａｆｏ ｔ ｏ ａ ｏｕ ｒｖ ｒｅ ａ ｈｏ ｋ
２０ ０ ８年 ９月 至 ２ ０ ０ ９年 １ ０月 ， 集 １ 采 ０具新 鲜 人 体 脊柱 胸 腰 椎 标 本 ， 均 分 为 两组 ， 立 实验 模 型 ， 别进 行 静 力 学 强 平 建 分 度 试 验 和动 态冲 击 生物 力 学 实验 ， 察 在 不 同栽 荷作 用下 ， 腰椎 体 发 生静 态 和动 态冲 击响 应 的 相 关数 据 。 果 ： 观 胸 结 胸腰
人体极速撞击实验报告
人体极速撞击实验报告引言人体极速撞击实验是为了深入研究高速碰撞对人体的影响而进行的。
这些实验旨在帮助了解事故中的伤害程度，并为我们提供在面临高速撞击时采取的安全措施提供指导。
本实验将通过模拟高速碰撞场景来观察人体遭受巨大撞击力后的反应和变化。
实验方法步骤1：测试对象选择在本次实验中，我们选择了10名受试者作为测试对象，年龄范围在20-40岁之间，男女各半。
步骤2：实验工具准备针对本次实验，我们准备了以下工具和设备：- 安全保护装备（头盔、护目镜、防护服等）- 测量仪器（速度测量仪、压力传感器等）- 高速撞击设备步骤3：实验场地搭建我们在专门的实验室内搭建了一个高速撞击场地。
这个场地拥有坚固的结构和安全保护措施，以确保受试者在实验过程中不会受到意外伤害。
步骤4：实验过程实验过程如下：1. 受试者穿戴好安全保护装备，并进入实验场地。
2. 受试者站在撞击区域中心，等待设备准备就绪。
3. 设备启动后，受试者会以极高的速度遭受撞击。
4. 同时，测量仪器将记录受试者在撞击过程中的速度变化、撞击力强度和受损程度等数据。
步骤5：数据分析通过分析测量仪器记录下来的数据，我们将能够深入了解受试者遭受极速撞击后的情况。
实验结果经过对数据的分析和统计，我们得到了以下实验结果：1. 速度变化：在撞击过程中，受试者的速度迅速增加，并在极短的时间内达到峰值。
然后，速度急剧下降，并最终回到原点。
这个过程中，受试者所承受的加速度非常大，超出了正常情况下人体所能承受的极限。
2. 撞击力强度：测量仪器记录到的撞击力强度表明，受试者在极速撞击中所承受的冲击力非常大。
这种力量会对人体造成严重损伤，特别是对头部和内脏器官的伤害最为严重。
3. 受损程度：根据受试者的反馈和医学检查结果，我们发现在极速撞击后，受试者普遍出现头晕、眩晕、肌肉疼痛等不适症状。
一些受试者还可能伴有骨折、内脏受损等严重伤害。
实验讨论通过这次人体极速撞击实验，我们对高速碰撞对人体的影响有了更深入的了解。
人体的耐冲击性与伤害标准
人体的耐冲击性与伤害标准人体全身的耐冲击性研究头部的耐冲击性和伤害标准颈部的耐冲击性胸部的耐冲击性车辆设计保护人体相关视频交通事故中，大部分人伤害都是因人体受到外力冲击所致。
人体对外力的冲击有一定的承受能力，但当外力超过一定限度时，人体便会受到伤害。
在设计汽车安全构造时，应该了解人体耐冲击性，使得车辆总体结构、乘员保护装置及车内构造物的设计安全合理，以保证人体受到的冲击力不会超过人体承受限度。
表示人体耐冲击性的物理量，一般采用加（减）速度、负荷、压力及位移（变形量）。
特别是加速度，能准确地表示冲击大小的尺度，测量和数据处理也比较容易，负荷和位移往往用于表达骨折和挫伤的耐冲击性。
由于人体各部位的构造、机能不同，耐冲击性也各不相同，这里主要说明实际撞车时多发性重度伤害的头部、胸部、颈部的伤害标准。
一、人体全身的耐冲击性研究人体耐冲击性的研究，最初是由航天技术的需要发展起来的。
根据当时的研究，人体全身的耐冲击能力有无伤、中伤、重伤三个区域，无伤和中伤的界限可视为人体耐冲击界限，这一界限值随减速度作用时间的延长而降低。
交通事故伤害是人体某个部位受到冲击，而不是全身受到均匀一致的冲击。
因此，全身耐冲击能力对交通安全的实际意义不大，但这一成果对以后交通安全研究的发展却有很大的影响。
TOP二、头部的耐冲击性和伤害标准在交通事故中，头部伤害是最重要的伤害形式。
直线减速度作用下头部伤害界限按下式计算：其中，GE为有效减速度，G(t)为减速度随时间变化的函数，T为减速度作用时间。
显然，随着减速度作用时间的延长，安全界限降低，也就是伤害危险性增大。
上述公式所示曲线是美国缅因州立大学于1960年提出的，所以又称WSTC曲线。
在WSTC曲线的基础上以几经修改，1971年美国运输部决定采用下述HIC计算公式作为头部伤害界限的基准：式中：a——头部重心加速度，用重力加速度g的倍数表示；t2，t1——碰撞过程中所选择的两个时刻，它们应使上式计算结果达到最小值(秒)。
冲击力模拟实验-人体损伤力学
实用人体损伤生物力学实验报告实验题目：冲击力模拟实验院系：班级：2011级车辆班:指导老师：二O一四年一、实验目的和任务通过开展冲击力仿真实验，学习基于LS-DYNA的有限元基本分析流程和方法，具体包括：1.对HYPERMESH和HYPERVIEW（或LS-PREPOST）等前后处理软件的使用；2.掌握保证仿真精度必须关注能量和质量缩放问题；3.掌握模型调试方法；4.体会不同材料、高度、速度对冲击力的影响。
二、实验仪器和设备软件：LS-DYNA、HYPERMESH、HYPERVIEW（或LS-PREPOST）。
硬件：计算机。
三、实验过程及结果1、分析K文件单位制2、有限元模型的质量缩放与能量问题1）分析DT2MS对计算效率及质量增加量的影响DT2MS Elapsed time added mass ratio-1.112E-06398 seconds 0.0000E+00 0-1.112E-03191 seconds 7.0292E-01 9.8188E-04-1.112E-0219 seconds 1.5434E+03 2.1558E+00分析：DT2MS值越大，计算时间就越长，同时质量增加的也越多，降低了计算效率和结果的可靠性，而DT2MS设置的过小会使计算时间过于冗长。
因此在保证计算精度的条件下要设置合理的DT2MS值，可减少计算时间。
2）输出总能量、动能、能和沙漏能3、输出并分析橡胶垫的冲击力1）查阅橡胶的材料Rubber：MAT72）查阅车架、撑板、销轴和冲击头的材料车架、撑板、销轴：MAT1冲击头：MAT13）输出冲击头处的冲击力及两根连接销轴的四处接触力橡胶垫的冲击力最小且最平缓，车架轴所受到的冲击力急促且峰值较大。
4）找出系统的最大应力及其出现的位置由图可得，最大应力值为2.195E-01（GPa），位于第136946号单元.4、下落高度对冲击力的影响1）修改冲击头距离橡胶垫的高度，初始值为5mm，分别修改为2mm、10mm和15mm，计算不同高度下落对冲击力的影响由图可知，冲击力随着高度的增加而增加。
人体手臂冲击实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本实验旨在研究人体手臂在受到不同强度和频率的冲击时，肌肉、骨骼、神经系统的响应和损伤情况，为劳动安全防护提供科学依据。
二、实验原理人体手臂在受到冲击时，会产生一系列生理反应，包括肌肉紧张、骨骼变形、神经传导速度改变等。
通过实验，可以了解不同冲击条件下人体手臂的损伤情况，为劳动安全防护提供参考。
三、实验材料与设备1. 实验对象：健康成年人20名，男女各10名。
2. 实验设备：冲击力测试仪、力学传感器、生物力学测试系统、数据采集与分析软件等。
3. 实验材料：冲击力测试装置、实验用支架、实验用夹具等。
四、实验方法1. 将实验对象分为5组，每组4人，分别代表不同年龄段和性别。
2. 设置冲击力测试仪，调整冲击力强度和频率，分别进行低、中、高三个强度等级的冲击实验。
3. 在冲击过程中，使用力学传感器和生物力学测试系统实时监测手臂的冲击力、加速度、位移等参数。
4. 通过数据采集与分析软件，分析不同冲击条件下手臂的生理反应和损伤情况。
五、实验结果与分析1. 低强度冲击实验：实验结果显示，手臂在低强度冲击下，肌肉紧张程度较低，骨骼变形不明显，神经传导速度基本稳定。
说明低强度冲击对手臂的损伤较小。
2. 中强度冲击实验：实验结果显示，手臂在中强度冲击下，肌肉紧张程度增加，骨骼变形较为明显，神经传导速度略有下降。
说明中强度冲击对手臂的损伤较大，需加强防护。
3. 高强度冲击实验：实验结果显示，手臂在高强度冲击下，肌肉紧张程度明显增加，骨骼变形严重，神经传导速度显著下降。
说明高强度冲击对手臂的损伤非常严重，需严格控制冲击强度。
六、实验结论1. 人体手臂在受到不同强度和频率的冲击时，会产生不同程度的生理反应和损伤。
2. 低强度冲击对手臂的损伤较小，中强度冲击对手臂的损伤较大，高强度冲击对手臂的损伤非常严重。
3. 在劳动过程中，应尽量减少高强度冲击，加强防护措施，降低手臂损伤风险。
七、实验建议1. 在劳动过程中，应尽量使用低冲击力的工具和设备，减少高强度冲击。
人体撞墙模拟实验报告
人体撞墙模拟实验报告人体撞墙模拟实验报告实验目的：本次实验旨在模拟人体撞墙的情况，通过分析实验数据得出撞墙时人体所受到的力和对人体的伤害程度。
实验材料：1. 模拟人体：使用软体模型，模拟人体的长度、重量、弹性等特性。
2. 撞墙设备：实验室内的一面墙壁。
实验步骤：1. 将模拟人体放置于一定距离的墙壁前方。
2. 调整模拟人体的速度和角度，使其与墙壁发生碰撞。
3. 记录模拟人体撞墙的力和伤害程度。
实验数据：经过多次实验，我们记录并整理了以下数据：实验次数撞墙速度(m/s) 撞墙角度(度) 反作用力(N) 伤害程度1 5 45 100 轻微伤2 6 30 120 轻微伤3 7 60 150 轻伤4 8 90 200 中等伤5 9 45 180 中等伤6 10 60 220 重伤实验结果分析：通过对实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 撞墙的速度和角度会对人体撞墙的力和伤害程度产生影响。
2. 撞墙的速度越快，反作用力越大，对人体的伤害程度也更严重。
3. 撞墙的角度也对人体的伤害程度有一定影响，不同角度的撞墙会导致不同的伤害程度。
实验结论：本次实验模拟了人体撞墙的情况，通过观察和记录实验数据，得出以下结论：1. 在相同速度下，撞墙的角度越大，反作用力越大，伤害程度也越严重。
2. 在相同角度下，撞墙的速度越快，反作用力越大，伤害程度也越严重。
3. 人体撞墙时，受到的反作用力会对身体造成不同程度的伤害，从轻微伤到重伤不等。
实验改进：在未来的实验中，我们可以进一步考虑以下因素来提高实验的准确性和可靠性：1. 增加更多的实验次数，以获得更多的数据，提高数据的可靠性。
2. 调整不同模型人体的参数，模拟不同年龄、身体素质的人体，以得出更全面的结论。
3. 使用更精确的测量仪器，如加速度计或力传感器，来测量撞墙时的力的大小，以提高实验数据的准确性。
结语：通过本次实验，我们模拟了人体撞墙的情况，并分析了撞墙时人体所受到的力和对人体的伤害程度。
人体受冲击后向后翻倒的动力学仿真
人体受冲击后向后翻倒的动力学仿真
柴夏萍;焦群英
【期刊名称】《中国农业大学学报》
【年(卷),期】2006(011)001
【摘要】将人体简化为关于矢状面对称的三刚体力学模型,肌肉、韧带和肌腱等生理组织的作用简化为作用在关节上的力矩,采用Kane方法建立动力学方程;对人体向后翻倒的过程进行计算机模拟,运用自适应格式的四阶Runge-Kutta方法计算数值解.结果表明:小腿角速度越大,倒地经历的时间越短,受到的地面冲量越大;大腿角速度越大,倒地经历的时间越长,受到的地面冲量越小.利用倒地时地面对人体的冲量可进一步分析骨盆在地面冲击力作用下的应力分布,对骨盆损伤的预防和诊断治疗起指导作用.
【总页数】5页(P75-79)
【作者】柴夏萍;焦群英
【作者单位】中国农业大学,理学院,北京,100083;中国农业大学,理学院,北
京,100083
【正文语种】中文
【中图分类】TB18;Q66
【相关文献】
1.工程物理学：人体受冲击后向后翻倒的动力学仿真 [J], 柴夏萍;焦群英
2.受腐蚀钢筋混凝土墩柱受侧向冲击后裂缝开展与破坏形态研究 [J], 邱春杰;方从
启;杨帅;张龙建
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正常国人膝关节冲击实验研究及其损伤机理的生物力学分析
正常国人膝关节冲击实验研究及其损伤机理的生物力学分析张远鹰;马洪顺
【期刊名称】《白求恩医科大学学报》
【年(卷),期】1989(015)001
【摘要】我们对急性外伤致死的10个新鲜尸体关节进行了冲击载荷实验。
结果表明:冲击功在19.2～304kg·m;冲击韧性在1.90～3.46kg·m/cm^2。
根据膝关节损伤模型,我们发现骨折大部分发生在受力点的对侧或稍偏后。
呈多处粉碎性骨折,骨折面呈不规则三角形。
交叉韧带、膑骨、胫骨和腓骨侧副韧带损伤相对轻微。
【总页数】3页(P59-61)
【作者】张远鹰;马洪顺
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】R684
【相关文献】
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原发冲击伤模拟实验概述
原发冲击伤模拟实验概述李怀东【期刊名称】《中国实验动物学报》【年(卷),期】2012(20)6【摘要】Blast-induced injury animal models are the premise and guarantee of simulation researches of primary blast injury. At present, most experiments simulating blast are conducted by two kinds of methods ; explosion induced blast and blast generators. In the early stage , high explosives were used to produce blast in blast -induced animal modeling. With the development of technology , blast generators instead of high explosives were applied to experimental researches . There are two common types of blast generators : the bio-shock tubes and laser blast generator. All kinds of bio-shock tubes have already developed and widely used , and laser blast generators shows also unique advantages . The development of blast gen -erators has given an enormous impetus to the experimental researches of primary blast injury in the laboratory .%冲击波致伤动物模型是原发冲击伤模拟实验研究的前提和保障.目前绝大多数实验模拟冲击波是使用炸药产生冲击波和冲击波生成装置两种方法.早期建立冲击伤模型是使用烈性炸药产生冲击波致伤动物,随着技术的发展,冲击波生成装置取代烈性炸药应用到动物实验研究中.冲击波生成装置常见两种类型:生物激波管装置和激光冲击波发生装置.各种生物激波管装置已发展成熟并被广泛使用,激光冲击波发生装置也显示出独特的优势,大大促进了冲击伤模拟实验研究的开展.【总页数】5页(P85-89)【作者】李怀东【作者单位】解放军第八十八医院呼吸科,山东,泰安,271000【正文语种】中文【相关文献】1.原发性肺冲击伤生物力学研究概述（一） [J], 赵敏;王正国2.原发性肺冲击伤生物力学研究概述（二） [J], 赵敏;王正国3.全氟化碳汽化吸入对原发肺冲击伤犬肺组织相关microRNA的影响 [J], 李怀东;张兆瑞;陈良安4.原发肺冲击伤病理生理学变化的实验研究 [J], 李怀东; 张兆瑞; 陈良安5.山羊重度原发性肺冲击伤模型的建立 [J], 邵世锋;程祥云;李琦;曾琳;张良潮;雷洋;伍正彬;段朝霞;王耀丽;王建民因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
冲击力作用下人体动态响应变化
冲击力作用下人体动态响应变化
谈诚;张春林;郑亮
【期刊名称】《机械工程学报》
【年(卷),期】2006(42)B05
【摘要】为探讨人体在不同冲击力作用下的动态响应过程及可能造成的损伤,开展了人体在冲击力作用下仿真模型的研究。
在冲击塔上进行了5人15次的真人冲击试验,获得人体在冲击力作用下的头部和胸部输出响应变化值。
在自编写的人体力学参数数据库中获得相应的人体力学参数,基于ADAMS／Lifemod软件建立相应的人体动力学仿真模型。
所建立的模型与真实的试验结果具有较好的一致性,说明所建立的人体在冲击力作用下的仿真模型能用于冲击力作用下人体安全性的评估。
【总页数】4页(P161-164)
【关键词】冲击;人体仿真模型;动态响应
【作者】谈诚;张春林;郑亮
【作者单位】北京理工大学机械与车辆工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】V211
【相关文献】
1.雷击冲击力作用下复合材料层合板动力学响应及损伤特性 [J], 尹俊杰;李曙林;杨哲;姚学玲;常飞;肖尧
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人体跟骨冲击损伤的生物力学研究
人体跟骨冲击损伤的生物力学研究
王国喜
【期刊名称】《医用生物力学》
【年(卷),期】2004(19)4
【摘要】目的探讨人体跟骨在冲击载荷作用下跟骨损伤的机制,为指导临床手术、固定和康复服务。
方法建立跟骨动力学实验模型,采集20例新鲜人体尸跟骨标本,进行冲击实验。
结果根据实验结果,得到了高速冲击载荷作用下人体跟骨的动态冲击响应,测量了人体跟骨冲击动力学性质,跟骨压缩性应变形成的粉碎性骨折。
结论结果表明有必要建立人体跟骨损伤标准,包括跟骨生物力学冲击响应、骨粘弹性性质、决定伤害容限,评估损伤防护体系。
【总页数】5页(P240-244)
【关键词】跟骨;冲击损伤;生物力学
【作者】王国喜
【作者单位】江苏省姜堰市人民医院骨科
【正文语种】中文
【中图分类】R318.01
【相关文献】
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5.解剖钢板和压力螺栓治疗跟骨骨性毁损伤的生物力学稳定性及临床应用研究 [J], 陈仲新;康建华
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实用
人体损伤生物力学
实验报告
实验题目：冲击力模拟实验
院系：
班级：2011级车辆班
:
指导老师：
二O一四年
一、实验目的和任务
通过开展冲击力仿真实验，学习基于LS-DYNA的有限元基本分析流程和方法，具体包括：
1.对HYPERMESH和HYPERVIEW（或LS-PREPOST）等前后
处理软件的使用；
2.掌握保证仿真精度必须关注能量和质量缩放问题；
3.掌握模型调试方法；
4.体会不同材料、高度、速度对冲击力的影响。
二、实验仪器和设备
软件：LS-DYNA、HYPERMESH、HYPERVIEW（或LS-PREPOST）。
硬件：计算机。
三、实验过程及结果
1、分析K文件单位制
2、有限元模型的质量缩放与能量问题
1）分析DT2MS对计算效率及质量增加量的影响
DT2MS Elapsed time added mass ratio
-1.112E-06398 seconds 0.0000E+00 0
-1.112E-03191 seconds 7.0292E-01 9.8188E-04
-1.112E-0219 seconds 1.5434E+03 2.1558E+00
分析：DT2MS值越大，计算时间就越长，同时质量增加的也越多，降低了计算效率和结果的可靠性，而DT2MS设置的过小会使计算时间过于冗长。
因此在保证计算精度的条件下要设置合理的DT2MS值，可减少计算时间。
2）输出总能量、动能、能和沙漏能
3、输出并分析橡胶垫的冲击力
1）查阅橡胶的材料
Rubber：MAT7
2）查阅车架、撑板、销轴和冲击头的材料
车架、撑板、销轴：MAT1
冲击头：MAT1
3）输出冲击头处的冲击力及两根连接销轴的四处接触力
橡胶垫的冲击力最小且最平缓，车架轴所受到
的冲击力急促且峰值较大。
4）找出系统的最大应力及其出现的位置
由图可得，最大应力值为2.195E-01（GPa），位于第136946号单元.
4、下落高度对冲击力的影响
1）修改冲击头距离橡胶垫的高度，初始值为5mm，分别修改为2mm、10mm和15mm，计算不同高度下落对冲击力的影响
由图可知，冲击力随着高度的增加而增加。
5、输出并分析金属的冲击力
1）将橡胶垫的材料改为金属材料，不采用质量缩放，分别计算冲击力（CID：1），对比上述材料与橡胶材料对冲击力的影响。
由图可知，材料由橡胶改为金属材料后，碰撞时冲击力在短时间急剧增加，且峰值远大于橡胶垫时。
2)找出系统的最大应力及其出现的位置
由图可得，最大应力值为3.045E-01（GPa），位于第162277号单元。
6、定义冲击头的速度
1）上述仿真分析采用的是自由落体，现将冲击头距离橡胶垫的距离调为1mm，设定冲击头的初速度，分别为0.01m/s，0.1m/s和1m/s（取消重力加速度），分析不同初速
度对冲击力的影响
由图可知，冲击头初速度越大，冲击力就越大。
2）找出系统的最大应力及其出现的位置
由图可得，最大应力值为2.436E-01（GPa），位于第136916号单元。
四、实验结论
1.、橡胶材料缓冲冲击能力强，改为金属材料后，冲击力明显增加。
2、冲击力大小随高度的增加而增加。
3、冲击力大小随初速度的增加而增加。