목차

Ⅰ. 서론 1
1.1 연구배경 1
1.2 해석용 모델의 연구동향 10
1.2.1 개요 10
1.2.2 머리모델 10
1.2.2.1 집중 질량 모델(Lumped Mass model) 10
1.2.2.2 유한요소 모델 11
1.2.2.3 모델 활용 14
1.2.3 목(경추) 모델 16
1.2.3.1 정적 모델(Static model) 16
1.2.3.2 동적 모델(Dynamic model) 19
1.2.3.3 모델 활용 23
1.2.4 목 근육 모델 24
1.2.5 흉부 모델 26
1.2.5.1 집중질량 모델 26
1.2.5.2 유한요소 모델 26
1.2.5.3 모델 활용 29
1.2.6 통합 모델 29
1.3 연구목적 및 내용 31
Ⅱ. 상세 머리/뇌 모델 32
2.1 개발방향 32
2.2 모델 개발 32
2.2.1 머리/뇌 치수 및 형상 32
2.2.2 모델 구성 33
2.2.2.1 두개골 모델 33
2.2.2.2 뇌 모델 36
2.2.2.3 뇌수막 및 경계면 설정 37
2.2.2.4 물성 정보 39
2.2.2.5 관성 특성 41
2.3 통합 모델을 위한 머리모델 단순화 43
2.4 머리 모델 검증 44
2.4.1 두개내 압력 검증 조건 44
2.4.2 두개내 거동 검증 조건 46
2.4.3 검증 결과 49
2.4.3.1 두개내 압력 검증 결과 49
2.4.3.2 두개내 거동 검증 결과 52
2.5 상세 머리 모델의 적용 예 53
2.5.1 연구배경 53
2.5.2 연구방법 53
2.5.3 결과 55
2.6 토의 및 결론 58
Ⅲ. 상세 경추 모델 62
3.1 개발방향 62
3.2 모델 개발 62
3.2.1 경추 치수 및 형상 정보 62
3.2.2 모델 구성 63
3.2.2.1 추골 모델 63
3.2.2.2 추간판 모델 65
3.2.2.3 인대 모델 68
3.3 경추 모델 검증 72
3.3.1 관절 가동성(flexibility) 검증 조건 72
3.3.2 순간회전중심 검증 74
3.3.2.1 순간회전중심 계산 74
3.3.3 검증 결과 75
3.3.3.1 관절 가동성 검증 결과 75
3.3.3.2 순간회전중심 검증 결과 79
3.4 통합 모델을 위한 경추모델 단순화 82
3.4.1 척추의 단순화 82
3.4.2 추간판의 단순화 83
3.4.2.1 상세 경추모델 분절별 ROM 83
3.4.2.2 6자유도 빔 위치 설정 87
3.4.3 경추 단순화 모델 거동 검증 88
3.5 상세 경추 모델의 적용 예 90
3.5.1 연구배경 90
3.5.2 연구방법 90
3.5.3 결과 93
3.6 토의 및 결론 99
Ⅳ. 상세 흉부 모델 102
4.1 개발방향 102
4.2 모델 개발 102
4.2.1 흉부 치수 및 형상 정보 102
4.2.2 모델 구성 103
4.2.2.1 골격 모델 103
4.2.2.2 늑골 모델에 대한 요소망 민감도 해석 105
4.2.2.3 늑골 모델 검증 106
4.2.2.4 늑골 모델 검증 결과 108
4.2.2.5 늑골 물성 설정 109
4.2.2.6 흉추 모델 110
4.2.2.7 인대 및 관절 모델 112
4.2.2.8 근육 모델 113
4.2.2.9 내부 장기 모델 114
4.2.3 개발된 흉부 모델 115
4.3 통합 모델을 위한 흉부모델 단순화 117
4.4 모델 검증 118
4.4.1 검증 조건 118
4.4.2 검증 결과 119
4.5 상세 흉부 모델의 적용 예 121
4.5.1 연구배경 121
4.5.2 연구방법 121
4.5.3 결과 124
4.6 토의 및 결론 128
Ⅴ. 능동 연속체 목 근육 모델 132
5.1 능동 연속체 근육의 구성 132
5.1.1 기본 구성 132
5.1.2 수동부 물성 정의 133
5.1.3 능동부 물성 정의 135
5.2 능동 연속체 근육 검증 138
5.2.1 검증용 모델 138
5.2.2 검증 방법 139
5.2.3 검증 결과 140
5.3 근육 간 상호작용 144
5.4 상세 목 근육 모델 개발 145
5.4.1 목 근육의 해부학적 구조와 기능 145
5.4.1.1 설골근 145
5.4.1.2 전경근 146
5.4.1.3 외측경근 147
5.4.1.4 후경근 148
5.4.1.5 후두하근 149
5.4.1.6 척주근 149
5.4.2 3차원 목 근육 형상 150
5.4.3 근육 요소망 생성 150
Ⅵ. 상세 목 근육을 포함한 동적 해석용 머리-목 모델 155
6.1 통합 머리-목 모델 구성 155
6.2 동적 해석용 통합 머리-목 모델 검증 157
6.3 전방 충돌에 대한 거동 검증 157
6.3.1 15 g 전방 충돌 검증 조건 158
6.3.2 15 g 전방 충돌 검증 결과 160
6.3.3 0.8 g 전방 충돌 검증 조건 163
6.3.4 0.8 g 전방 충돌 검증 결과 165
6.4 후방 추돌에 대한 거동 검증 167
6.4.1 3.6 g 후방 추돌 검증 조건 168
6.4.2 3.6 g 후방 추돌 검증 결과 170
6.4.3 4.2 g 후방 추돌 검증 조건 173
6.4.4 4.2 g 후방 추돌 검증 결과 175
6.4.5 400 N 직접 추돌 검증 조건 178
6.4.6 400 N 직접 추돌 검증 결과 180
6.5 측면 충돌에 대한 거동 검증 182
6.5.1 7 g 측면 충돌 검증 조건 182
6.5.2 7 g 측면 충돌 검증 결과 185
6.5.3 600 N 직접 충돌 검증 조건 188
6.5.4 600 N 직접 충돌 검증 결과 190
6.6 자의적 거동시의 거동 검증 192
6.6.1 신전/굽힘 거동 검증 조건 192
6.6.2 신전/굽힘 거동 검증 결과 195
6.7 기존 모델과의 비교 198
6.7.1 전방 충돌에 대한 거동 비교 198
6.7.2 후방 추돌에 대한 거동 비교 201
6.7.3 측면 충돌에 대한 거동 비교 202
6.8 통합 머리-모델의 적용 예 203
6.8.1 연구배경 203
6.8.2 연구방법 203
6.8.3 결과 204
6.9 토의 및 결론 210
Ⅶ. 결론 213
참고문헌 216
Abstract 243