兵器装备工程学报

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稿件标题: 考虑步兵头盔动作适应性的颈部生物力学分析及优化
稿件作者: 安征,王亚平,曹捷
DOI: 10.11809/bqzbgcxb2024.10.032
科学编辑: 常利军 博士(湖南科技大学)
栏目名称: 装备理论与装备技术
关键词: 头盔;肌骨模型;生物力学;动作适应性;优化
文章摘要: 针对步兵在佩戴头盔下不同头部动作的适应性问题,建立头部动态“头—颈—盔”肌骨模型,研究头部不同运动下颈部肌群和关节受力特性,获得不同运动下盔上装备位置对颈部肌肉的影响规律。采用多目标粒子群算法,以动态下颈部肌群最大激活度为优化目标,进行盔上装备位置优化,获得盔上装备较优位置。结果表明:与头部中立位相比,上仰30°时颈部最大肌肉激活度增加1 551.21%,侧弯40°时增加885.42%,旋转40°时增加35.23%;上仰和旋转中T1C7椎间压力最大,与头部中立位相比,T1C7椎间压力在上仰30°时增加357.98%,旋转40°时增加1071%;侧弯运动中C1C0和T1C7椎间剪切力最大,且大小相同、方向相反,侧弯40°时最大剪切力为104.71 N;多动作适应下盔上装备质心位置较优范围为(0.001 7~0.048 9 m,0.06~0.08 m,-0.08~0.08 m)。
引用本文格式: 安征,王亚平,曹捷.考虑步兵头盔动作适应性的颈部生物力学分析及优化[J].兵器装备工程学报,2024,45(10):248-257.
AN Zheng, WANG Yaping, CAO Jie.Biomechanical analysis and optimization of neck adaptation in infantry helmet movement[J].Journal of Ordnance Equipment Engineering,2024,45(10):248-257.
刊期名称: 2024年10期
出版时间: 2024年10月
收稿日期: 2023-08-23
修回日期: 2023-09-27
录用日期: 2023-11-06
上线时间: 2024年10月31日
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