تعيين مدل ماتريسي بهينه بيومكانيكي بدن انسان به منظور بررسي ارتعاشات و حركت سرنشين خودرو در سه راستاي افقي، عمودي و جانبي

كارشناسي ارشد

چكيده در اين پايان¬نامه، چهار مدل بيومكانيكي جديد درحوزه¬ي فركانسي معين، به¬منظور بررسي ارتعاشات در سه راستاي قائم، افقي و جانبي، ارائه شده¬است. مدل¬هاي پنج و شش درجه آزادي به روش پارامتر متمركز با ساختار پيشنهادي ارائه شده¬اند، كه براي بررسي ارتعاشات در يك¬راستا مناسب مي¬باشند. ساير مدل¬ها به روش جديد ماتريسي با شش و پانزده درجه آزادي پيشنهاد شده¬اند، كه به¬ترتيب براي تحليل ارتعاشات در دو و سه راستا مناسب مي¬باشند. پارامترهاي مدل¬ها شامل مقادير سفتي¬ها، ميرايي¬ها و اجرام به كمك الگوريتم ژنتيك و از طريق معيار سراسري يكي از روش¬هاي بهينه سازي چند هدفه به¬گونه¬اي به¬دست آمدند تا بيشترين انطباق را با نتايج آزمايشگاهي داشته باشند. در مدل ماتريسي با 15 درجه-آزادي به¬دليل حجم بالاي پارامترها، مقادير جرم¬هاي مدل¬ باتوجه به درصد وزني تك¬تك اعضاي بدن كه در مقاله¬هاي پزشكي معتبر تعيين شده، محاسبه گرديده¬است. مدل¬هاي ايجاد شده توانستند نتايجي بهتر از نتايج مدل¬هاي گذشته در مقايسه با كارهاي آزمايشگاهي ايجاد كنند. همچنين، براي اولين بار در مدل-سازي بيومكانيكي بدن انسان از ماتريس سفتي و ميرايي سه بعدي به جاي فنر و دمپر استفاده شد و توانست علاوه¬بر سادگي، جواب¬هاي مناسب¬تري نسبت به انطباق با نتايج آزمايشگاهي ايجاد كند. با كمك مدل¬ها نتايج زير به¬دست آمده¬اند: الف) فركانس¬هاي طبيعي بدن انسان ب) پاسخ¬هاي بيومكانيكي بدن انسان شامل اندازه¬ي انتقال¬پذيري ارتعاشات از صندلي تا سر ، اندازه¬ي امپدانس مكانيكي نقطه حركتي و اندازه و فاز جرم ظاهري ج) اثرات تكيه¬گاه روي پاسخ¬هاي جرم ظاهري. در پايان، مدل¬ 6 درجه آزادي پارامتر متمركز به منظور بررسي انتقال¬پذيري ارتعاشات و شتاب¬هاي انتقالي به اعضاي مختلف بدن، تحت تحريك ناشي از پروفيل¬هاي مختلف جاده با استفاده از نرم¬افزار آدامز-كار به¬كار برده شده¬است. مدل¬هاي پيشنهادي مي¬توانند به¬طور گسترده استفاده شوند براي: الف) طراحي، بهينه¬سازي و كنترل ارتعاشات وارد به انسان براي سيستم تعليق خودرو و صندلي ب) سنجش پارامترهاي راحتي سرنشينان وسايل نقليه، ج) تخمين محدوده¬ي فركانسي ايده¬آل بدن انسان. واژه‌هاي كليدي: مدل¬ بيومكانيكي، سرنشين خودرو، ارتعاشات، بدن انسان، انتقا¬ل¬پذيري.

188662

دانشگاه علم و صنعت ايران

سازه و بدنه خودرو

دكتر جواد مرزبان راد