0 引 言

据《中国卡车司机生存现状蓝皮书》调查发现，重卡驾驶员一年中有超过80%的时间都是处于工作状态，41.4%的驾驶员连续驾驶超过9 h，由于连续长时间的坐姿作业，50% 以上的重卡驾驶员都饱受腰部疼痛的困扰。

而医学调查表明，腰部疼痛患者中15%是由腰椎间盘突出引起的。人体腰椎共有5段，从上到下依次为L1～L5，有研究表明，人体腰椎L4～L5节段受力最为集中，活动范围最大，也是最容易发生病变的部位。统计表明，腰椎间盘突出中L4～L5节段发病率最高，约占90%～96%[1-2]。

小吨位铸造引导轮在感应热处理后的裂纹形貌如图1所示，采用荧光磁粉探伤仪对小吨位铸造引导轮进行检测时，发现在引导轮的淬火区产生裂纹，荧光照射裂纹清晰可见。因其危害性及批量性，我们立刻展开了调查。

目前，医学上普遍认为椎间盘突出的发病原因是椎间盘的生理退变，以及在退变基础上椎间盘局部应力集中[3]。而汽车的驾驶座椅作为与驾驶员接触最密切的部件，直接影响着驾驶员的工作效率与舒适性，尤其是座椅靠背角的设计对驾驶员腰椎受力影响深远[4-5]。因此主要研究驾驶座椅的靠背角与椎间盘突出的关系，为重卡驾驶座椅靠背角的设计提供参考。

1 研究对象的建立与验证

1.1 腰椎L4、L5和椎间盘几何模型的建立

由于人体腰椎L4～L5节段受力最集中，发病率最高，因此文中只分析L4～L5节段在外部载荷下的应力。早期L4～L5节段几何模型的建立方法是根据解剖学文献记录，使用三维建模软件以机械方式建立大致、粗略的腰椎几何模型。目前常用的建立模型方法是对人体腰椎连续扫描，获得大量CT断层图像，将CT图像导入Mimics软件，结合人体解剖学数据建模形成几何模型。

文中所用的建模方法是从AnyBody软件中导出L4和L5椎骨的几何模型后在Geomagic软件中修复。这种方法建立的模型与真实人体腰椎结构差异小，可以很好的满足精度要求，而且方便快捷、成本低，最主要的是可以免去人体在拍摄CT过程中受到的辐射。

具体做法是：在AnyBody软件中，设定某一百分位的人体模型。导出该人体模型腰椎L4椎骨的几何模型；再将此模型导入Geomagic逆向建模软件中，经过光顺、细化、降噪等一系列修复处理后得到由光滑曲面构成的L4椎骨的几何模型。用同样的方法得到腰椎L5椎骨的几何模型。然后根据已有的L4和L5椎骨上下表面曲线，参考解剖学文献记录建立椎间盘的几何模型。

1.2 腰椎L4～L5节段有限元模型的建立

将AnyBody输出的载荷导入有限元分析软件ABAQUS中，这样腰椎L4～L5节段受到的载荷就加载到了有限元模型上。然后进行有限元分析，得到L4～L5节段椎骨和椎间盘的最大应力位置，如图4所示。从图中可以看出椎骨上最大应力出现在L5椎骨下表面后部的中间位置，椎间盘上最大应力出现在纤维环后部中间处，符合临床上腰椎间突出症椎间盘的病变位置。椎骨上和椎间盘上最大应力与靠背角的对应关系如表2所列。

根据文献记录依次为各部分赋予材料参数[6]，如表1所示。然后划分为网格密度为0.001的四面体网格，于是得到L4、L5椎骨和椎间盘的有限元模型，再将三个有限元模型按照真实的人体腰椎结构完成装配，最终得到了腰椎L4～L5节段的有限元模型，如图1所示。

图2示，PLAGL2强染色多见于低分化、高分期以及淋巴结转移阳性的病理标本。通过对PLAGL2蛋白表达水平和PCa患者临床病理参数进行分析，表1示，PLAGL2表达情况与PSA水平(χ2=19.652，P=0.003)、Gleason评分(χ2=60.920，P<0.001)、PI-RADS评分(χ2=13.147，P=0.004)、临床分期(χ2=38.203，P<0.001)、淋巴结转移(χ2=36.875，P<0.001)、包膜侵犯(χ2=9.943，P=0.017)和精囊侵犯(χ2=8.355，P=0.031)有关联。

 

表1 人体腰椎各部分材料参数

  

材料参数杨氏模量/MPa泊松比密度/(kg/m3)皮质骨120000.31830松质骨1060.11000纤维环2950.351200髓核10.4991000

  

图1 L4～L5节段的有限元模型

1.3 模型有效性的验证

建立了腰椎L4～L5节段的有限元模型后，还需验证该模型的的有效性。为了便于和文献中的实验结果比较，按照文献记载施加边界条件和载荷。约束L5下表面的所有自由度，绑定L4的下表面与椎间盘的上表面，L5的上表面与椎间盘的下表面，在L4的上表面分别施加0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 kN的轴向载荷。L4椎骨的轴向位移分别为1.06、2.17、3.28、4.14、5.21 mm。计算结果与Brown、Markolf、Virgin等人所做的体外实验结果对比如图2所示[7]。说明文中所建立的有限元模型符合人体真实情况，可用于人体生物力学的研究。

2 不同靠背角下L4～L5节段的有限元分析

2.1 L4～L5节段载荷来源

有限元分析已经成为生物力学研究的重要手段，但目前的研究只是根据人体体重的分布对脊柱施加简单的力或扭矩载荷，这种载荷无法精确还原出腰椎L4～L5节段在人体中受到的载荷。而生物力学仿真软件AnyBody可以输出人体各块骨骼在任意姿势下受到的载荷，并且输出的载荷可以直接加载到有限元模型上，作为有限元分析中的载荷。国外已有研究证明这种方法可行有效[8]。

  

图2 本文模型与体外实验对比

驾驶员日常驾驶时，腰椎上的载荷主要受驾驶座椅靠背角的影响。因此，文中主要研究座椅靠背角与L4～L5节段上应力的关系，分析在不同靠背角下L4～L5节段上的应力。

在AnyBody软件中设置某一百分位的人体模型，使人体模型与座椅模型耦合，如图3所示。调整座椅靠背角，使之在-10°～20°之间以步长为5°变化，然后进行逆向动力学仿真，输出腰椎L4～L5节段在不同靠背角下受到的载荷。

  

图3 “人-座椅”模型耦合

2.2 有限元分析

按照人体组织的特性，将椎骨分为皮质骨和松质骨，椎间盘分为纤维环和髓核。

  

图4 最大应力位置

 

表2 L4～L5节段上最大应力与靠背角关系

  

靠背角/(°)椎骨上最大应力/MPa椎间盘最大应力/MPa-1049.603.948-53.9482.816029.812.329527.402.1421025.142.0151524.121.9572023.291.894

3 有限元分析结果讨论

σ=a3α3+b3α2+c3α+d4

σ=a1α+b1

除了三次排演《雷雨》外，复旦剧社还演出了《日出》和《北京人》。1937年，吴铁翼、凤子等人已毕业离校，但他们仍然喜爱戏剧演出，自行组织“戏剧工作社”，并组织已毕业的复旦剧社积极分子排演话剧。1937年 2月 2～5日，他们在上海卡尔登大戏院演出了《日出》，由欧阳予倩担任导演，这也是《日出》第一次在中国话剧舞台上演出。1942年，复旦剧社在重庆时还演出了《北京人》，由剧社同学李维时导演，舞美等各部门工作皆由复旦剧社同学担任。当时的演出条件极差，灯光效果不好，但同学们能够感受到话剧的魅力，欣喜不已。

(1)

σ=a2α2+b2α+c2

(2)

根据表2中的对应关系，假设腰椎L4～L5节段椎骨上最大应力与座椅靠背角是一次、二次。三次函数关系，函数表达式分别是：

项目实施后，实行的机械化育苗插秧能够做到插深一致、株距一致，保证基本苗株数；通风透光好，分蘖率高，有效分蘖多，千粒重高。2014丽江市水稻机插秧示范推广项目进行的田间产量验收结果为，机插秧比人工栽插亩增89.9 kg，增14.1%。以每千克2元计，每亩可增收179.8元。综合以上分析，水稻机械化插秧技术的推广可为农民生产每亩水稻增收565元以上。

(3)

式中:σ为应力，MPa；α为靠背倾角，单位为°；a1、a2、a3、b1、b2、b3、c2、c3、d4为常系数。将表中数据带入公式中，运用最小二乘法理论求出三个公式的各项系数，并拟合出三个公式的曲线，如图5所示。

  

图5 椎骨上最大应力与靠背角拟合曲线

根据曲线的的拟合效果和判定系数选用三次拟合，求出常系数带入式(3)中，得到椎骨上最大应力和靠背角的函数关系式：

σ=-0.0019α3+0.0708α2-1.0268α+30.2810

(4)

此时，判定系数R2为0.9983，说明此关系式可信度较高，符合真实情况。

对于高压旋喷桩，其检验方法主要是钻孔取芯法。首先，在完成施工的桩体上通过钻进取得岩芯，然后把岩芯制成试件，送到室内开展性能测试，确定桩体是否均匀，以及抗渗能力能否达到要求[4]。

[3] 戴力扬.运动员椎间盘突出症的病因、诊断与治疗[J].中国运动医学杂志,1999(2):155.

σ=-0.0019α3+0.0065α2-0.0754α+2.317

(5)

4 结 论

(2) 驾驶座椅靠背角变化时，椎间盘上最大应力均出现在纤维环后部中间处，与临床上腰椎间突出症发病时椎间盘的病变位置一致。

(1) 驾驶座椅的靠背角对L4～L5节段上最大应力确有影响，靠背角在-10°～0°时，椎骨和椎间盘上最大应力过大，并且在这一范围内，最大应力变化趋势剧烈；而靠背角在0°～20°之间时，椎骨和椎间盘上最大应力明显降低，并且趋于稳定。

建立重卡驾驶员腰椎L4～L5节段的有限元模型，并研究了L4～L5节段上最大应力与驾驶座椅靠背角之间的关系。最终建立了椎骨和椎间盘上最大应力与驾驶座椅靠背角的函数关系。得出了以下结论：

参考文献:

还有一个决定性的因素，跟讲义夹里面的内容有关。三年多，我父亲留下的账页有三四十张，每行记着日期、村名、巷名和东家姓名。正反两面都是，密密麻麻的。李锦文翻着账页，眼睛红了，带着哭腔问我：晓得叫你将来一一去拜访人家是什么意思吗？我摇头。李打油把他那段打油诗再背一遍，就是“腋下大夹子”那首。再问，我还是摇头。他急了，他说你设身处地想想，每天跟在猪牯后面处处去、为了三块钱家家候，那是什么感觉？

[2] 秦大平,张晓刚,聂文忠,等.不同运动状态下模拟人体腰椎结构特征变化的有限元分析[J].医用生物力学,2017,32(4):355-361.

[1] 王建平,顾菊平.下腰椎三维有限元模型的建立及应力分析[J].控制工程,2013, 20(1):76-78.

同理，得到椎间盘上最大应力和靠背角的函数关系式：

思想是行动的先导，只有正确的思想才能引导人们进行积极的行动。要切实体现思想文化的重要性，让其成为引领工作的旗帜与标杆，应该按照从实际中来到生产中去的原则，用思想教育进一步密切干群关系，不断提升工作作风，切实在接地气、流汗中与员工打成一片，成为履职尽责“真干事、干成事、会干事”的员工贴心人。

不一样的学生，智力因素与非智力因素是存在差异的，这就导致学生对于所学内容的学习能力是不一致的。特别是高中政治，因为学科自身的特征，学生常常感到无聊、乏味，学生的学习水平也就因此产生了不同的等次。这就需要教师在编排微课内容时，一定要考虑到不同层次学生的自身能力，根据学生的情况编排同一水平的内容，以激发各个层次学生的学习兴趣和学习自主性。

目前运输企业，主要资产就是机动车和驾驶员。并且是高风险的工种，如果职工切身利益得不到保障，可能随时形成安全隐患。目前企业的人事存在以下问题：

[4] 李彦晶,张亚萍,尹新权.基于人机工程的汽车驾驶座椅舒适性设计研究[J].机械研究与应用,2014,27(5):28-30.

[5] 张科峰,马瑞雪,周从荣,等.客车座椅乘员保护小腿伤害研究[J].机械研究与应用,2016,29(1):27-29.

1.4 监测指标 在钳夹脐带后0、5、10 min记录新生儿Apgar评分，检测胎儿脐动脉血气指标。麻醉医师每分钟记录1次SpO2、SBP、DBP、MAP和HR，持续10 min。低血压定义为MAP降低大于基础值的20%。通过静脉注射去氧肾上腺素100 μg治疗低血压，必要时重复使用。记录BIS的最小值和靶浓度值。

[6] 王成焘,王冬梅,王建平,等.人体骨肌系统生物力学[M].北京:科学出版社,2015.

[7] 黄菊英,李海云,吴 浩.腰椎间盘突出症力学特征的仿真计算方法[J].医用生物力学,2012,27(1):96-101.

[8] Rui Zhu,Thomas Zander,Marcel Dreischarf,et al.Considera-tions when loading spinal finite element models with predic-ted muscle forces from inverse static analyses[J].Bio-mech,2013,46(7): 1376-1378.