飞行载荷条件下腰椎多体动力学分析

【摘要】 目的利用多体动力学方法,分析腰椎在典型飞行载荷条件下的内力变化,探讨飞行中腰椎间盘力学损伤机制。方法基于腰椎肌肉-骨骼系统多体动力学模型,对其分别施加平飞、机动飞行及盘旋飞行3种典型工况对应的时变过载,根据腰椎间盘应力、小关节接触力、肌肉及韧带内力水平评价飞行载荷导致的力学变化。结果飞行过载变化引发椎体间相对滑移,诱发腰椎间盘剪切载荷与关节接触力变化,从而导致肌肉内力不稳定。结论多体动力学方法可以再现腰椎间盘内力变化,椎体主要通过在小关节与椎间盘构成的曲面上滑移来平衡外载,腰椎间盘剪切变形是引发腰椎不稳定的重要因素。相比于有限元方法,多体动力学模型可以直接反映腰椎被动元件与主动元件力学行为之间的联系,为解释飞行中腰椎间盘疲劳损伤机理提供理论依据与数据支撑。更多还原