人体受冲击后向后翻倒的动力学仿真

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。