(高清版)GBT 42712-2023 力学损伤测试用中国假人设计原则与标定方法

力学损伤测试用中国假人设计原则与标定方法I前言 2规范性引用文件 13术语和定义 4设计原则 24.1概述 24.2整体假人形态特征设计 24.3假人零部件总成结构设计 24.4运动特征设计 44.5力学损伤性能设计 45标定方法 45.1通则 45.2头部 45.3颈部 7 5.5腹部 5.7膝关节 5.9踝关节 附录A(资料性)假人设计用坐姿人体形态特征数据项 附录B(资料性)人体体段质量计算方法 B.1根据人体形态参数计算各体段质量的二元回归方程 B.2根据人体形态参数计算各体段质量的多元回归方程 附录C(资料性)人体体段坐标系建立方法 C.1通则 C.2质心位置设计参考值 C.3体段坐标系建立方法 附录D(资料性)人体体段转动惯量计算方法 附录E(资料性)人体关节活动范围 E.1通则 E.2人体关节活动范围 Ⅲ本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由全国人类工效学标准化技术委员会(SAC/TC7)提出并归口。本文件起草单位：湖南大学、中国标准化研究院、上海机动车检测认证技术研究中心有限公司、中国汽车工程研究院股份有限公司、中国航天员科研训练中心、中国兵器装备集团兵器装备研究所、中国飞机强度研究所、航宇救生装备有限公司。人形测试装置简称为“假人”,它是指外部形态人形化、结构功能仿生化、对外部环境反应智能化的“人体替身”。假人广泛应用于医学工程、安全工程、环境工程和军事工程等领域，是国家科技水平、综合国力的重要体现。力学损伤测试假人可模拟人员在力学冲击载荷下的损伤响应，是直接用于测试并评估载人设备安全性能、穿戴设备防护性能、武器装备性能等各种与人员损伤相关的设备性能的测试装置，是支撑载人设备和各类装备研发的核心技术。欧美等发达国家早在20世纪40年代就已经开始了对力学损伤测试用假人的研究。经过长期的发展，力学损伤测试用假人产品已实现系列化，其种类涵盖了男性、女性、儿童、婴儿、孕妇等各类群体，用途则涉及各种形式的汽车碰撞测试、火车碰撞测试、军事装备防护性能测试、航空航天设备保护性能测试等多个领域。当前，国内所采用的假人均基于欧美人体尺寸和力学特性设计。以我国各领域广泛使用的碰撞测试假人为例，该假人是以美国第50百分位数人体尺寸研制的，与中国第50百分位数人体的体型差异较大；相关研究表明，在汽车碰撞试验中，中国人体尺寸假人的损伤响应与现有基于欧美人体尺寸的碰撞测试假人的损伤响应也存在明显差异。因此，直接采用现有基于欧美人体尺寸的碰撞测试假人进行汽车安全测试评价会导致乘员约束系统不能对中国人体实现有效保护。除此之外，由于缺乏相应的实验假人基础研究，缺失符合中国人体特征的假人测试和评价标准，我国军工、航空航天、轨道交通等领域内的载人设备安全性测试中都只能普遍使用汽车碰撞领域中基于欧美人体尺寸的碰撞测试假人，这使得相关领域的载人设备安全防护技术的发展也受到了非常大的制约。本文件给出了力学损伤测试用假人在设计时遵循的设计原则、重点考虑的相关人体特性以及假人生物力学性能标定的测试方法，旨在为汽车、军工、航空航天、轨道交通等领域各种复杂应用工况开发专用力学损伤测试假人提供正向设计标准支撑。1力学损伤测试用中国假人设计原则与标定方法本文件规定了力学损伤测试用假人的设计原则，以及假人受到各类典型冲击载荷条件时的力学性能标定测试方法。本文件适用于汽车、装甲车、动车、飞机、载人航天飞行器、游乐设施等载人交通工具的安全性能测试、穿戴设备防护性能测试、武器装备性能测试等试验中力学损伤测试用假人的开发和设计。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于GB/T5703—2023用于技术设计的人体测量基础项目(ISO7250-1:2017,MOD)GB/T10000成年人人体尺寸3术语和定义GB/T5703—2023界定的以及下列术语和定义适用于本文件。假人dummy用于力学损伤测试用的人形测试装置。注：一个完整的整体假人由多个反映人体各部位的零部件总成组成。百分位数percentile对人体生理数据(身高、体重)的人口普查所得的正态分布统计比例。注：第5百分位(5th)、第50百分位(50th)、第95百分位(95th)是常用的人体百分位数。例如，身高第5百分位数的成年男子，表示男性人群中有5%的个体的身高参数小于或等于此值。人体按骨性标志点分割成的若干段。人体体段坐标系segmentcoordinatesystem各人体体段的局部坐标系，通常用于提供各体段上质心位置的固定参考。人体体段质心位置positionofmasscenter人体体段质心相对该体段坐标系原点的位置。2组成人体体段的各部分质量对该体段惯性主轴的转动惯量。鹰嘴点olecranonpoint肘部尺骨鹰嘴位置的最后点。4设计原则4.1概述力学损伤测试用假人的设计遵循以下原则：——整体假人形态特征具有代表性；——反映人体各体段的假人各零部件总成结构与真实人体身体结构相仿；——反映损伤的假人关键部件与真实人体体段的损伤生物力学性能具有相似性；——试验重复性好，且具有优良的耐用性。4.2整体假人形态特征设计整体假人的形态特征根据实际需要选择适宜的尺寸进行外型设计，使其能够代表该目标群体的特征。示例：当需要人体特性具有普遍性时，选用反映中等体型人员(第50百分位)目标群体的尺寸数据进行设计；当需要考虑人体特殊两端极值时，选用反映小体型(第5百分位)或大体型人员(第95百分位)目标群体的尺寸数据进行设计。假人形态设计可根据实际需要考虑不同姿态下的人体尺寸数据项。人体尺寸数据项以及相关的数值按照GB/T10000选取。附录A给出了与坐姿假人形态设计相关的人体尺寸数据项。4.3假人零部件总成结构设计假人反映人体各体段的各零部件总成结构与真实人体身体结构相仿，即假人质量分布、关节的活动范围等参数具有一定的身体结构相似性。各零部件总成结构设计根据4.3.2～4.3.4方法进行设计。4.3.2零部件总成划分根据人体体段的划分进行假人各零部件总成划分。一般情况下，人体体段以典型的体段平面为分界点划分为12个体段(见图1),主要包括头部、颈部、胸部、腹部、臀部、髋部(左侧和右侧)、上臂(左侧和右侧)、前臂(左侧和右侧)、手部(左侧和右侧)、大腿(左侧和右侧)、小腿(左侧和右侧)和足部(左侧和右侧)。假人零部件总成设计可根据实际应用情况包括一个或多个体段。示例：在以坐姿为主的汽车碰撞测试假人设计中，假人臀部零部件总成包含人体臀部、髋部(左侧和右侧)两个体段。而在一些需要应用立姿的假人设计中，臀部零部件总成可只包含人体臀部一个体段，髋部(左侧或右侧)体段则对应另外的零部件总成结构。3标引序号说明：11——前臂；12——手部。图1假人体段划分人体各体段平面的定义和描述见表1。表1各体段平面的定义体段平面名称描述头部平面同时通过左、右下颌角点和颈背点颈部平面由从颈椎点出发，与站立平面平行向前延伸的横面和从左、右锁骨标志点中较低的一点出发，与水平面呈45°斜向后上方延伸的平面相交所形成的一组复合平面胸部平面从脊柱中部对应第十根肋骨的标志点出发，与站立平面平行通过整个躯干的平面腹部平面从左、右骼嵴点中较高的一点出发，与站立平面平行通过整个躯干的平面臀部平面从会阴点出发，沿左右腹股沟韧带的方向通过骼前上棘点和股骨转子点之间的中点的平面髋部平面起源于臀沟标志点，与站立平面平行通过大腿的平面膝盖平面与站立平面平行通过股骨外侧上髁点的平面脚踝平面从内踝点出发，与站立平面平行通过脚踝的平面肩部平面从肩峰点出发，向下通过前、后腋襞点，终止于腋下的平面肘部平面从鹰嘴点出发，通过肱骨外侧上髁点的平面腕部平面从尺桡骨茎突点出发，与前臂纵轴垂直并通过整个手腕的平面44.3.3零部件总成质量根据人体各体段的质量设计假人各零部件总成的质量。附录B给出了根据人体身高、体重等人体形态参数推算人体各体段质量的线性回归方程。4.3.4零部件总成质心位置根据人体各体段质心在体段坐标系中的质心位置设计假人各零部件总成的质心位置。附录C给出了人体各体段质心坐标系的建立方法。4.4运动特征设计根据人体各体段的转动惯量设计假人各零部件总成的转动惯量。附录D给出了根据人体身高、体重等人体形态参数推算人体各体段转动惯量的二元回归方程。4.4.2关节活动范围根据人体各关节的运动特性设计假人各零部件总成之间的相对运动。可根据实际应用工况选择各关节的一个或多个自由度的运动。人体各关节的活动范围见附录E。4.5力学损伤性能设计假人各部位在冲击载荷作用下的力学性能与其所对应的人体各部位在相同冲击载荷作用下的损伤生物力学性能相似，即具有力学损伤性能的生物逼真度。假人各零部件总成结构的力学性能应在人体损伤生物力学性能试验结果的范围内。注：人体各部位的损伤生物力学性能可通过活体或尸体等人体试验获得。假人各零部件总成结构的力学性能在满足身体结构相似性的条件下进行设计。可通过选择具有一定仿生力学性能的材料，以及设计适宜的仿生结构来实现。5标定方法5.1通则假人各零部件总成结构的力学损伤性能应采用与人体试验方法类似的设置进行测试验证。如果各指标处于相应人体部位人体损伤生物力学试验结果范围内，则认为该零部件达到力学损伤性能的生物逼真度要求。可根据具体应用领域对假人部位生物逼真度的要求，对假人相应部位的力学损伤性能进行标定。可进行单一特定加载工况下的标定测试，也可进行多种加载工况下的标定测试。5.2头部5.2.1头部前额冲击标定测试5.2.1.1测试对象及安装要求本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用于头部前额受到正向冲击的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人头部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。5b)在头部皮肤上标记撞击点，撞击点设置于鼻根点至头顶的中部。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0°±0.5°)上。假人基于人体解剖学的正中矢状面应保持竖直，偏转在±1°以内，所有四肢水平向前延伸并平行于正中矢状面。头部前额冲击测试安装示意图见图2。d)设置假人头部与人体解剖学垂直轴呈向前倾斜29°±1°,与解剖学垂直轴左右倾斜角度为e)设置颈部与假人所放置水平表面垂直，处于解剖学中立位置。f)在头部质心处安装三向加速度传感器，测量假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay和azcg)在摆锤上沿其中轴线安装单轴加速度传感器，敏感轴方向指向碰撞方向，测量摆锤加速图2头部前额冲击测试安装示意图头部前额冲击测试的加载方法如下。a)采用刚性摆锤冲击器冲击假人头部前额。摆锤冲击器的质量为23.4kg±0.1kg,冲击速度为2.00m/s±0.05m/s。冲击接触面为圆形，直径为152mm±1mm。b)测试时冲击器的接触平面与头部应以相同的正中矢状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。头部前额冲击测试所测量的物理量如下：a)假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay和az;b)摆锤加速度a摆捶。在5.2.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人头部质心处合成加速度峰值；——摆锤冲击器与假人头部碰撞接触力峰值，接触力可通过摆锤质量乘以摆锤加速度计算获得。5.2.2面部冲击标定测试5.2.2.1测试对象及安装要求本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用人体面部受到正向冲击的工况。6在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查头部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)在头部皮肤上标记撞击点，撞击点设置于上颚硬骨板中缝线的中点。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0°±0.5°)上，假人基于人体解剖学的正中矢状面应保持竖直，偏转在±1°以内，所有四肢水平向前延伸并平行于正中矢状面。假人坐姿如图2所示。d)设置假人头部与人体解剖学垂直轴呈0°±0.5°,与解剖学垂直轴左右倾斜角度为0°±1°。e)设置颈部与假人所放置水平表面垂直，处于解剖学中立位置。f)在头部质心处安装三向加速度传感器，测量假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay和az。g)在摆锤上沿其中轴线安装单轴加速度传感器，敏感轴方向指向碰撞方向，测量摆锤加速面部冲击测试的加载方法如下。a)测试采用刚性摆锤冲击器冲击假人面部，摆锤冲击器的质量为13.0kg±0.1kg,冲击速度为6.7m/s±0.05m/s;冲击接触面为圆形，直径为152mm±1mm。b)测试时冲击器的接触平面与头部应以相同的正中矢状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。面部冲击测试所需测量的物理量如下：a)假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay和az;b)摆锤加速度a摆锤c在5.2.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人头部质心处合成加速度峰值；——摆锤冲击器与假人头部碰撞接触力峰值，接触力可通过摆锤质量乘以摆锤加速度计算获得。5.2.3头部正面跌落冲击标定测试5.2.3.1测试对象及安装要求本标定测试方法以假人头部总成作为测试对象，适用头部受到正向冲击的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)以头部作为测试对象，并检查头部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)测试时假人头部悬吊，并保证其与正中矢状面对称。c)在头部质心处安装三向加速度传感器，测量假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay和az。头部正面跌落冲击测试的加载方法如下。a)释放假人头部，使其进行自由落体运动以冲击头部下方水平刚性板。7b)假人头部跌落高度设置应使假人头部前额最低点距离下方水平刚性版表面为376mm±c)假人头部Y方向处于水平，同时确保假人额头最低点在假人鼻子最低点的下方12.7mm处。d)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。头部正面跌落冲击测试所需测量的物理量包括假人头部质心处X、Y、Z方向的加速度ax、ay在5.2.3.2的载荷内，对假人头部质心处合成加速度峰值进行评估判定。5.3颈部5.3.1颈部扭转标定测试5.3.1.1测试对象及安装要求本标定测试方法以假人颈部总成为测试对象，适用颈部受到动态扭转力作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查颈部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)测试时将假人颈部总成沿人体解剖学垂直轴水平放置，并将其连接躯干与头部的两端连接于扭转载荷加载装置之上。颈部扭转测试的加载方法如下。a)在假人颈部两端施加扭转载荷，颈部旋转加载速度为500(°)/s±5(°)/s。b)载荷施加中，假人颈部允许有轴向偏移。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。颈部扭转测试所需测量的物理量如下：a)假人颈部绕Z轴力矩；b)假人颈部绕Z轴角速度；c)扭转载荷加载装置旋转角度。在5.3.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人颈部绕Z轴力矩；——扭转载荷加载装置旋转角度。5.3.2颈部前屈标定测试5.3.2.1测试对象及安装要求本标定测试方法以假人颈部总成为测试对象，适用颈部受到冲击作用向前屈曲的工况。8冲未器冲未器在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查头颈部总成是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)将假人颈部组件固定连接于刚性冲击器上，设置颈部与地面垂直，并处于人体解剖学中立位。安装图如图3所示。c)在假人头部安装颈部载荷传感器，测量颈部力和力矩。d)在假人颈部两端安装两个角度传感器，分别测量角度值。撞击板安装平板角度传感器角度传感器颈部组件图3颈部前屈测试安装示意图颈部前屈测试的加载方法如下。a)通过驱动装置使刚性冲击器加速至5.00m/s±0.05m/s后，撞击蜂窝铝以达到指定减速度波形。b)冲击器运行方向与冠状面垂直，头部朝向与冲击器运行方向相同。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。颈部前屈测试所需测量的物理量如下：a)冲击器X轴加速度、X轴速度与冲击器角速度。b)假人颈部Z轴向力、绕Y轴力矩。c)假人头部绕Y轴角速度，头部相对冲击器旋转角度。在5.3.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人颈部Z轴向力；——假人颈部绕Y轴力矩；——假人头部绕Y轴角速度；——假人头部相对冲击器的旋转角度。9冲击器冲击器5.3.3颈部伸展标定测试5.3.3.1测试对象及安装要求本标定测试方法以假人颈部总成为测试对象，适用人体颈部受到冲击作用向后伸展的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查头颈部总成是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)将假人颈部组件固定连接于刚性冲击器上，设置颈部与地面垂直，并处于人体解剖学中立位。安装图如图4所示。c)在假人头部安装颈部载荷传感器，测量颈部力和力矩。d)在假人颈部两端安装两个角度传感器，分别测量角度值。峰窝铝·撞山板,角度传感器颈部纽件/图4颈部伸展测试安装示意图颈部伸展测试的加载方法如下。a)通过驱动装置使刚性冲击器加速至5.00m/s±0.05m/s后，撞击蜂窝铝以达到指定减速度波形。b)冲击器运行方向与冠状面垂直，头部朝向与冲击器运行方向相反。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。颈部伸展测试所需测量的物理量如下：a)冲击器X轴加速度、X轴速度与冲击器角速度。b)假人颈部Z轴向力、绕Y轴力矩。c)假人头部绕Y轴角速度，假人头部相对冲击器旋转角度。在5.3.3.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人颈部Z轴向力；——假人颈部绕Y轴力矩；——假人头部绕Y轴角速度；——假人头部相对冲击器的旋转角度。5.3.4颈部侧屈标定测试5.3.4.1测试对象及安装要求本标定测试方法以假人颈部总成为测试对象，适用颈部受到冲击作用向侧向屈曲的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)以假人头颈部总成为测试对象，检查头颈部总成是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)将假人颈部组件固定连接于刚性冲击器上，设置颈部与地面垂直，并处于人体解剖学中立位。c)在假人头部安装颈部载荷传感器，测量颈部力和力矩。d)在假人颈部两端安装两个角度传感器，分别测量角度值。颈部侧屈测试的加载方法如下。a)通过驱动装置使刚性冲击器加速至3.4m/s±0.05m/s后，撞击蜂窝铝以达到指定减速度波b)冲击器运行方向与正中矢状面垂直。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。颈部侧屈测试所需测量的物理量如下：a)冲击器X轴加速度、X轴速度与冲击器角速度。b)假人颈部绕X轴力矩。c)头部绕X轴角速度，头部相对冲击器旋转角度。在5.3.4.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人颈部绕X轴力矩；——假人头部绕X轴角速度；——假人头部相对冲击器的旋转角度。5.4胸部5.4.1上胸部正面冲击标定测试5.4.1.1测试对象及安装要求本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用上胸部受到正向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查胸部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)在放置假人进行测试之前，在胸部皮肤上标记撞击点；撞击点设置于假人胸部反映人体第四根肋骨间隙处与正中矢面的胸骨体交点的位置。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0⁰±0.5°)上，所有肢体水平向前延伸并平行于正中矢状面，正中矢状面应保持竖直，偏转在±1°以内。假人安装图示如图5所示。d)假人上躯干需竖直，以使胸部肋骨处于水平。图5胸部冲击测试安装示意图上胸部正面冲击测试的加载方法如下。a)测试采用刚性摆锤冲击器冲击假人上胸部，摆锤冲击器的质量为23.4kg±0.02kg,冲击速度为4.30m/s±0.05m/s;冲击接触面为圆形，直径为152.40mm±0.25mm。b)测试时冲击器的接触平面与胸部应以相同的正中矢状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。上胸部正面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人上胸部X向位移峰值；b)假人胸部与摆锤冲击器的碰撞接触力。在5.4.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人上胸部位移峰值；——摆锤冲击器与胸部碰撞接触力峰值。5.4.2下胸部正面冲击标定测试本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用下胸部受到正向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)选取整体假人作为测试对象，并检查胸部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)放置假人进行测试之前，应在胸部皮肤上标记撞击点；撞击点设置于假人胸部反映人体正前部第八根肋骨的水平面与人体矢状面交点的位置。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0⁰±0.5°)上，所有肢体水平向前延伸并平行于正中d)假人下躯干需竖直，以使胸部肋骨处于水平。下胸部正面冲击测试的加载方法如下。a)测试采用刚性摆锤冲击器冲击假人下胸部，摆锤冲击器的质量为23.4kg±0.02kg,冲击速度为4.30m/s±0.05m/s;冲击接触面为圆形，直径为152.40mm±0.25mm;b)测试时冲击器接触平面与胸部应以相同的正中矢状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。下胸部正面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人下胸部X向位移峰值；b)假人下胸部与摆锤冲击器的碰撞接触力。在5.4.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人下胸部位移峰值；——摆锤冲击器与胸部碰撞接触力峰值。5.4.3胸部侧面冲击测试5.4.3.1测试对象及安装要求本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用胸部受到侧面冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查胸部组件是否有磨损、撕裂或其他损坏。b)放置假人进行测试之前，应在胸部皮肤上标记撞击点；撞击点设置于假人胸部反映人体胸骨剑突(胸骨中部以下7.5cm)与正中矢状面交点处的位置。c)测试时假人需竖直坐立，双手举过头顶，同时整体假人需旋转30°,使摆锤接触点位于胸部的侧面。胸部侧面冲击测试的加载方法如下。a)测试采用刚性摆锤冲击器冲击假人上胸部，摆锤冲击器的质量为23.4kg,冲击速度为6.7m/s;冲b)测试时，冲击器接触平面与假人胸部的正中矢状面平行。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。胸部侧面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人胸部侧面位移峰值；b)假人胸部侧面与摆锤冲击器的峰值接触力。在5.4.3.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人胸部侧面位移峰值；——摆锤冲击器与胸部侧面碰撞接触力峰值。5.5腹部5.5.1上腹部正面冲击标定测试本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用上腹部受到正向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人上腹部无磨损、撕裂或其他损坏。b)在放置假人进行测试之前，在上腹部上标记撞击点；撞击点设置于假人腹部对应人体第二个腰椎间盘(L2)突出区域水平面与人体矢状面交点处。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0⁰±0.5°)上，所有肢体水平向前延伸并平行于正中d)假人上躯干需竖直使胸部肋骨处于水平。上腹部正面冲击测试的加载方法如下。a)测试采用方向盘轮缘状几何刚性杆冲击器撞击假人上腹部，方向盘轮缘状刚性杆与冠状面呈45°夹角。冲击器的质量为18kg±0.02kg,冲击速度为8.0m/s±0.1m/s,冲击力集中在L2腹部水平面。b)测试时，刚性冲击器接触平面应与假人腹部的正中矢状面平行。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。上腹部正面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人上腹部位移；b)假人上腹部接触力。在5.5.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人上腹部位移峰值；——假人上腹部接触力峰值。5.5.2下腹部正面冲击标定测试本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用下腹部受到正向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人下腹部无磨损、撕裂或其他损坏。b)在放置假人进行测试之前，在下腹部上标记撞击点；撞击点设置于假人腹部对应人体第三个腰椎间盘突出区域(L3)水平面与人体矢状面交点处。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0⁰±0.5°)上，所有肢体水平向前延伸并平行于正中d)假人上躯干需竖直以使胸部肋骨处于水平。下腹部正面冲击测试的加载方法如下。a)测试采用摆锤刚性杆冲击器撞击假人下腹部。冲击器的质量为32.00kg±0.02kg,冲击速度为6.1m/s±0.05m/s;冲击接触面为长方形，冲击力集中在L3腹部水平面。b)测试时刚性冲击器的接触平面与腹部应以相同的正中矢状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。下腹部正面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人下腹部位移；b)假人下腹部接触力。在5.5.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人下腹部位移峰值；——假人下腹部接触力峰值。5.5.3腹部侧面冲击标定测试5.5.3.1测试对象及安装要求本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用腹部受到侧面冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人下腹部无磨损、撕裂或其他损坏。b)在放置假人进行测试之前，在腹部标记撞击点；撞击点设置于假人腹部对应人体第九肋骨的位置与人体冠状面的交点处。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0⁰±0.5°)上，所有肢体水平向前延伸并平行于正中d)假人上躯干需竖直，以使胸部肋骨处于水平。腹部侧面冲击测试的加载方法如下。a)以刚性摆锤上的硬木块模拟扶手撞击假人腹部撞击点，扶手中心线与摆锤的中心线对齐，摆锤的质量为23.4kg,冲击速度为4.3m/s±0.1m/s;冲击接触面为圆形，直径为152.4mm±b)测试时冲击器的接触平面以正中冠状面对称。c)同一部件两次测试时间间隔应大于60min。腹部侧面冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人腹部位移；b)假人腹部接触力。在5.5.3.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人腹部侧面冲击点处位移峰值；——假人腹部侧面冲击点处接触力峰值。5.6.1大腿轴向冲击标定测试本标定测试方法以整体假人为测试对象，适用大腿受到轴向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人大腿、膝关节等下肢部件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)假人各关节扭矩符合设定值。c)假人以坐姿放置于无背部支撑的水平表面(0°±0.5°)上，小腿自由悬垂，d)股骨水平并平行于正中矢状面，胫骨以20°±1°的角度放置(屈曲，脚踝位于膝盖后方)。e)胫骨后表面与水平刚性平面前缘之间的距离应不少于25mm.f)手臂自由垂放于身体正侧面。假人大腿轴向冲击标定测试安装示意图见图6。c水平刚性平面图6大腿轴向冲击标定测试安装示意图大腿轴向冲击测试的加载方法如下。a)测试采用刚性摆锤冲击器冲击假人大腿，摆锤冲击器的质量为5.0kg±0.02kg。冲击接触面为圆形，直径为75mm±0.2mm,冲击速度为2.60m/s±0.05m/s。b)测试时冲击器和膝盖的中心在同一轴线上，并且该轴线与股骨轴线成一直线。限制冲击器的运动，以防止明显的横向、垂直或旋转运动。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。大腿轴向冲击测试所需测量的物理量包括：a)假人髋臼处的三向冲击力；b)假人大腿处的轴向力；c)摆锤的冲击加速度。在5.6.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人髋臼合成力；——假人大腿轴向力。5.6.2大腿准静态弯曲标定测试本标定测试方法以大腿部件为测试对象，适用大腿受到弯曲作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)测试前检查假人大腿部件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)卸下模拟大腿股骨及其软组织以外的部件，保留相应传感器。c)将大腿部件的两端分别放置在两个可绕垂直于大腿轴线自由旋转的支撑枢轴块上，并保证大腿轴线水平。d)调整大腿部件绕股骨轴线旋转，根据需要的加载方向将大腿部件固定在支撑枢轴块上。e)腿部保留足够厚度的仿生肌肉覆盖件。大腿准静态弯曲标定测试安装见图7。图7大腿准静态弯曲标定测试安装示意图475mm±0.475mm±0.大腿准静态弯曲测试的加载方法如下。a)测试采用直径为100mm±1mm、长度为60mm±1mm的半圆柱形刚性冲击器冲击大腿，半圆柱面为冲击接触面，且其轴线与两支撑枢轴块的轴线平行。b)冲击位置为大腿中部，保证冲击位置与两支撑枢轴块的距离相等。c)冲击方向垂直于大腿轴线和支撑枢轴块轴线，加载速度为10mm/min。d)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。大腿准静态弯曲测试所需测量的物理量包括：a)假人大腿弯矩；b)冲击器加载力；c)加载位移；d)支撑枢轴块处的支撑力。在5.6.2.2的载荷内，对假人大腿弯矩进行评估判定。5.7膝关节5.7.1膝关节滑移标定测试5.7.1.1测试对象及安装要求本标定测试方法以膝关节组件为测试对象，适用人体膝关节受到冲击作用时胫骨相对于膝关节和股骨发生前后平移的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)假人组件包括大腿、膝关节和胫骨，检查假人膝关节组件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)将大腿部分牢固地固定在测试台架上，使大腿轴线水平。c)使胫骨部分的轴线与股骨轴线重合。膝关节滑移标定测试安装见图8。股骨端股骨端固定切平12.00kg±0.02kg|2.20m/s±0.05m/sN胫骨端面与冲赤锤接触面在接触时平齐图8膝关节滑移标定测试安装示意图膝关节滑移测试的加载方法如下。a)测试采用圆柱形刚性摆锤冲击器冲击假人膝关节，摆锤冲击器的质量为12.00kg±0.02kg,包括仪器、刚性附件以及悬挂线缆下部1/3的质量。冲击接触面为圆形，直径为75mm±0.2mm,冲击速度为2.20m/s±0.05m/s。b)调整冲击器的位置，使其纵向中心线与股骨轴线在2°以内共线。并且冲击器的冲击面与模拟胫骨的部件的被冲击面平齐。限制冲击器的运动，以防止明显的横向、垂直或旋转运动。c)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。膝关节滑移测试所需测量的物理量包括：a)假人大腿轴向力；b)假人胫骨相对于股骨的滑移量(膝关节滑移量);c)冲击器的冲击速度。在5.7.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人大腿轴向力；——假人大腿轴向峰值力时刻的膝关节位移量。5.7.2膝关节准静态弯曲标定测试5.7.2.1测试对象及安装要求本标定测试方法以膝关节组件为测试对象，适用膝关节受到准静态弯曲作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)膝关节组件包括股骨、膝关节韧带和胫骨等，检查被测试膝关节组件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)胫骨轴线与股骨轴线重合。c)将膝关节部件的股骨和胫骨端分别固定在两个可绕垂直于股骨、胫骨轴线自由旋转的支撑枢d)在膝关节加载处可放置氯丁橡胶片以防止损坏。膝关节准静态弯曲标定测试安装见图9。图9膝关节准静态弯曲标定测试安装示意图膝关节准静态弯曲测试的加载方法如下。a)测试采用半圆柱面刚性冲击器冲击大腿，冲击器直径为100mm±1mm,长度为60mm±1mm,刚性半圆柱体的半圆柱面为冲击接触面，且其轴线与两支撑枢轴块的轴线平行。b)冲击位置为膝关节中心，保证冲击位置与两支撑枢轴块的距离相等。c)冲击方向垂直于股骨、胫骨轴线，加载速度为10mm/min。d)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。膝关节准静态弯曲测试所需测量的物理量包括：a)假人膝关节弯矩；b)假人膝关节韧带伸长量；c)冲击器加载力；d)加载位移；e)支撑枢轴块处的支撑力。在5.7.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人膝关节弯曲；——假人韧带伸长量。5.7.3膝关节动态弯曲标定测试本标定测试方法以包括股骨、胫骨和膝关节的下肢组件为测试对象，适用膝关节受到动态弯曲作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查假人下肢组件完好、没有明显损伤，结构组装正确。b)整个下肢自由悬垂于支架上，并在冲击锤首次接触下肢后的10ms内，从支架上释放下肢，使其自由运动。膝关节动态弯曲标定测试安装见图10。图10膝关节动态弯曲标定测试安装示意图膝关节动态弯曲测试的加载方法如下。a)方形刚性冲击锤质量为8.15kg±0.1kg,包括其前端安装5052蜂窝铝。蜂窝铝宽200mm±5mm,高160mm±5mm,厚60mm±5mm,其压溃强度为0.517×(1±10%)MPa。蜂窝铝蜂窝尺寸为6.35mm或4.76mm,密度分别为36.8kg/m³或32kg/m³。b)第一接触时刻蜂窝铝上边缘与膝部中心线在一条直线上，垂直误差±2mm。c)冲击锤冲击方向为膝关节外侧指向膝关节内侧，且垂直于下肢轴线，冲击速度为11.1m/s±e)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。膝关节动态弯曲测试所需测量的物理量包括：a)假人膝关节韧带伸长量；b)假人大腿弯矩；c)假人小腿弯矩；d)冲击器冲击力；e)冲击速度。在5.7.3.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人大腿弯矩；——假人小腿弯矩；——假人韧带伸长量。5.8.1脚后跟轴向冲击标定测试本标定测试方法以包括胫骨、踝关节和足部的小腿部件作为测试对象，适用小腿受到轴向冲击作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。b)将胫骨远端水平牢固地固定在测试台架上，保持胫骨轴线水平，将脚踝绕X轴和绕Z轴的旋转位置设置为0°±0.5°。脚后跟轴向冲击标定测试安装见图11。图11脚后跟轴向冲击标定测试安装示意图脚后跟轴向冲击测试的加载方法如下。a)测试采用半圆柱刚性冲击器，质量为5.00kg±0.02kg。b)刚性半圆筒冲击器直径为63.5mm±2.5mm、长度为90mm±3.5mm,冲击速度为4.0m/s±0.1m/s。刚性半圆筒的半圆柱面为冲击接触面，且其轴线水平。c)调整刚性半圆筒的半圆柱面的冲击位置，使撞击点与胫骨的轴线在±2.5mm之内对齐。d)测试时确保刚性摆臂在接触冲击的瞬时处于垂直状态。e)摆锤以4.0m/s±0.1m/s的速度进行测试。f)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。5.8.1.3测量参数脚后跟轴向冲击测试所需测量的物理量为假人胫骨的轴向力。5.8.1.4评价指标在5.8.1.2的载荷内，对假人胫骨轴向力峰值进行评估判定。5.8.2小腿准静态弯曲标定测试5.8.2.1测试对象及安装要求本标定测试方法以小腿部件为测试对象，适用小腿受到准静态弯曲作用的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查小腿部件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)卸下模拟小腿股骨及其软组织以外的部件，保留相应传感器。c)将小腿部件的两端分别放置在两个可绕垂直于小腿轴线自由旋转的支撑枢轴块上，并保证小腿轴线水平。d)调整小腿部件绕股骨轴线旋转，根据需要的加载方向将小腿部件固定在支撑枢轴块上。e)腿部保留足够厚度的仿生肌肉覆盖件。小腿准静态弯曲标定测试安装见图12。图12小腿准静态弯曲标定测试安装示意图小腿准静态弯曲测试的加载方法如下。a)测试采用半圆柱刚性冲击器冲击小腿，冲击器为直径为100mm±1mm,长度为60mm±1mm,刚性半圆柱体的半圆柱面为冲击接触面，且其轴线与两支撑枢轴块的轴线平行。b)冲击位置为小腿中部，保证冲击位置与两支撑枢轴块的距离相等。c)加载方向垂直于小腿轴线和支撑枢轴块轴线，加载速度为10mm/min。d)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。小腿准静态弯曲测试所需测量的物理量包括：a)假人小腿弯矩；b)冲击器加载力；c)加载位移；d)支撑枢轴块处的支撑力。在5.8.2.2的载荷内，对假人小腿弯矩进行评估判定。5.9踝关节5.9.1踝关节内翻和外翻标定测试5.9.1.1测试对象及安装要求本标定测试方法以胫骨远端部件、踝关节和足部件(均去除皮肤件)为测试对象，适用踝关节内翻和外翻的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查被测试踝关节、胫骨和足部件完好、无明显损伤、结构组装正确。b)将胫骨远端部件水平牢固地固定在测试台架上，保持胫骨轴线水平，并保持脚和小腿的矢状面为水平。调整撞击器的位置，使摆臂的纵向中心线和脚部支架的撞击表面在撞击时垂直，误差在士0.5°以内，撞击点为踝关节中心向内/向外102.6mm±2.5mm。c)配置一个脚部支架，以实现踝关节的内翻和外翻测试。d)内翻与外翻测试时，脚部支架的安装方向正好相反。踝关节内翻和外翻测试的加载方法如下。a)测试采用半圆柱刚性摆锤冲击器冲击踝关节，冲击器的质量为5.00kg±0.02kg,包括仪器、撞击接触部件等刚性摆臂远端的安装件，以及刚性摆臂本身质量的1/3。b)冲击器为直径63.5mm±2.5mm、长度为90mm±3.5mm的刚性半圆筒，冲击速度为4.0m/s±d)测试时确保刚性摆臂在接触冲击的瞬时处于垂直状态。e)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。踝关节内翻和外翻测试所需测量的物理量包括：a)假人胫骨的轴向力；b)假人胫骨的绕X轴弯矩；c)假人脚踝绕X轴角位移；d)假人踝关节弯矩。在5.9.1.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人胫骨轴向力峰值；——假人踝关节弯矩峰值；——假人踝关节翻转角度峰值。5.9.2踝关节背屈标定测试5.9.2.1测试对象及安装要求本标定测试方法以胫骨远端部件、踝关节和足部件为测试对象，适用踝关节背屈的工况。在进行测试之前，应按照以下步骤进行假人及相关配件的安装。a)检查被测试踝关节、胫骨和足部件完好、无明显损伤、结构组装正确，均去除皮肤件。b)将胫骨远端部件水平牢固地固定在测试台架上，保持胫骨轴线水平，并保持脚和小腿的矢状面为竖直。c)使脚处于20°±0.5°足底屈曲(脚趾离胫骨比脚跟更远)位置。踝关节背屈标定测试安装见图13。图13踝关节背屈标定测试安装示意图踝关节背屈测试的加载方法如下。a)测试采用的半圆柱刚性冲击器的质量为5.00kg±0.02kg,包括仪器、撞击接触部件等刚性摆臂远端的安装件，以及刚性摆臂本身质量的1/3。b)冲击器为直径63.5mm±2.5mm、长度为90mm±3.5mm的刚性半圆筒，冲击速度为5.0m/s±0.1m/s。刚性半圆筒的半圆柱面为冲击接触面，且其轴线水平。c)调整撞击器的位置，使刚性半圆筒撞击点在脚踝Y轴枢轴点上方102.6mm±2.5mm。d)测试时确保刚性摆臂在接触冲击的瞬时处于垂直状态，摆锤以5.0m/s±0.1m/s的速度进行测试。e)同一部件两次测试时间间隔应大于30min。踝关节背屈测试所需测量的用于评价的物理量包括：a)假人胫骨的剪切力；b)假人胫骨的轴向力和绕Y轴弯矩；c)假人脚踝绕Y轴角位移；d)假人踝关节弯矩。在5.9.2.2的载荷内，对以下指标值进行评估判定：——假人胫骨轴向力峰值；——假人踝关节弯矩峰值；——假人踝关节背屈角度峰值。(资料性)假人设计用坐姿人体形态特征数据项假人在设计初期，需根据实际应用需要选择要模拟的人体目标群体，并根据待模拟目标群体的人体特征确定相应的设计目标。一般情况下，选择中等尺寸人员来反映普遍性情况，选择小尺寸人员和大尺寸人员来反映特殊性情况。其中，小尺寸人员对应人体身高、体重处于5百分位数的目标人群，中等尺寸人员对应人体身高、体重处于50百分位数的目标人群，大尺寸人员对应人体身高、体重处于95百分位数的目标人群。假人设计中所使用的坐姿人体形态特征数据项目见图A.1。在设计过程中，可根据实际应用需要选取其中一项或多项数值作为设计目标。标引序号说明：①——坐高；②——胸厚；③——肩宽；④——胸围；⑤——腰围；⑥——坐姿大腿厚；⑦——坐深；⑧——坐姿膝高；⑨——小腿加足高；⑩——肩肘长；⑪——坐姿肩高；⑫——肘-指尖长度；⑬——头最大长；⑮——头最大宽；⑰——足宽；⑱——坐姿臀宽；⑲——坐姿臀围；⑳——臀膝距；⑳——胸宽。图A.1假人设计对应的人体坐姿数据项(资料性)人体体段质量计算方法B.1根据人体形态参数计算各体段质量的二元回归方程根据体重、身高计算男子各体段质量的二元回归方程系数见表B.1。根据体重、身高计算女子各体段质量的二元回归方程系数见表B.2。表B.1男子各体段质量对体重(X₁)、身高(X₂)的二元回归方程系数表体段名称回归方程常数项A₀体重的回归系数A₁身高的回归系数A₂复相关系数R头部2.67690.00430.00070.414颈部0.89960.01330.749胸部0.49980.34430.976腹部2.97740.04080.536臀部6.45380.20820.887右上臂0.07250.0279—0.00020.937右下臂0.31390.0198—0.00020.912右手0.00340.00020.888左上臂0.81660.0308—0.00080.918左下臂0.24520.01540.905左手0.00260.00020.845右髋部2.73510.05780.890右大腿0.03750.00560.949右小腿0.02490.00250.933右足0.00390.00090.907左髋部3.03370.0583—0.00240.896左大腿0.03930.00500.928左小腿0.02500.00290.930左足0.00490.00080.897注：回归方程为：Y=A。+A₁X₁+A₂X₂,体重单位为千克(kg),身高单位为毫米(mm)。体段名称回归方程常数项A₀体重的回归系数A₁身高的回归系数A₂复相关系数R头部—0.0001颈部—0.9632胸部—0.0001腹部—0.0105臀部—0.0090右上臂—0.4766右下臂—0.0414右手—0.0966左上臂一0.3965左下臂左手右髋部—4.4997右大腿-3.5687右小腿—0.9540右足—0.8354左髋部—4.9680左大腿—2.6091左小腿-1.0258左足—0.9347注：回归方程为：Y=A₀+A₁X₁+A₂X₂,体重单位为千克(kg),身高单位为毫米(mm)。B.2根据人体形态参数计算各体段质量的多元回归方程根据人体形态参数计算男子各体段质量的多元回归方程系数，见表B.3。根据人体形态参数计算女子各体段质量的多元回归方程系数，见表B.4。表B.3男子各体段质量对人体形态参数的多元回归方程系数表体段名称回归方程常数项A₀回归系数1A₁变量1回归系数2A₂变量2X₂回归系数3A₃变量3复相关系数R头部—5.33630.2062头围—0.1162头长—— 颈部—0.72210.0108颈围0.0043体重0.0796颈宽胸部—22.84240.1578体重0.2253胸围0.3021胸长表B.3男子各体段质量对人体形态参数的多元回归方程系数表(续)体段名称回归方程常数项A₀回归系数1变量1回归系数2A₂变量2X₂回归系数3A₃变量3X₃复相关系数R腹部腹长腰围体重臀部臀围骼前上棘皮脂厚臀厚右上臂体重肱二头肌围度(弯曲状态下)肩峰点-桡骨点长度右下臂肘围腕围桡骨点-桡骨茎突点长度右手体重手围第三掌骨-指尖点长度左上臂肱二头肌围度(弯曲状态下)肩峰点-桡骨点长度腋窝处手臂围度左下臂肘围体重前臂中间位置围度左手体重第三掌骨-指尖点长度手围右髋部臀围髋部长度大腿上端围度右大腿身高大腿中间位置围度大腿长右小腿体重右小腿腿围小腿长右足身高踝围内踝高左髋部臀围髋部长度—0.0607左右骼前上棘点宽度左大腿体重大腿中间位置围度身高左小腿体重踝围小腿长左足踝围身高内踝高注：回归方程为：Y=A。+A₁X₁+A₂X₂+A₃X₃,体重单位为千克(kg),人体尺寸单位为毫米(mm)。表B.4女子各体段质量对人体形态参数的多元回归方程系数表体段名称回归方程常数项回归系数1A₁变量1回归系数2A₂X₂回归系数3A₃变量3复相关系数R头部0.1222头围头高身高0.799颈部0.0087身高0.0217颈围颈长0.694GB/T42712—2023表B.4女子各体段质量对人体形态参数的多元回归方程系数表(续)体段名称回归方程常数项A₀回归系数1A₁变量1回归系数2A₂变量2X₂回归系数3A₃变量3复相关系数R胸部—26.72270.0671体重0.2629胸围0.3891胸长腹部—5.26960.5267腹长0.1699第十根肋骨位置围度—0.2979第十根肋骨位置宽度臀部0.2174体重—0.0776身高486.4960骼前上棘皮脂厚右上臂—1.57700.0149体重0.0625肘围0.0179肩峰点-桡骨点长度右下臂—1.68850.0562肘围0.0491腕围0.0175桡骨点-桡骨茎突点长度右手—0.44620.0231腕围0.0335手宽0.0155第三掌骨-指尖点长度左上臂—2.06200.0074体重0.0601肱二头肌围度(弯曲状态下)0.0438肩峰点-桡骨点长度左下臂—1.57610.0281肘围0.0335桡骨点-桡骨茎突点长度0.0455前臂中间位置围度左手—0.43860.0466手宽0.0118腕围0.0117手长右髋部—7.19800.0836大腿上部围度0.1632髋部长度0.0173身高右大腿—13.85370.1598大腿中部围度0.0533身高0.0274臀围右小腿—4.36130.1262右小腿腿围0.0441膝围0.0312小腿长右足—1.35770.0352足长0.1119内踝高0.0209踝围左髋部—7.84060.0903大腿上部围度0.1408髋部长度0.0215身高左大腿—14.21420.2330大腿中部围度0.0742身高左右股骨转子点宽度左小腿—4.75290.1178左小腿围度0.0592膝围0.0347小腿长注：回归方程为：Y=A,+A₁X₁+A₂X₂+A₃X₃,体重单位为千克(kg),人体尺寸单位为毫米(mm)。(资料性)人体体段坐标系建立方法C.1通则假人体段坐标系用于提供各体段质心的固定参考。不同工况下不同假人坐姿所对应的整体坐标系不同，应通过对应的人体测量标志点在整体坐标系中的位置，计算体段坐标系与整体坐标系的方向余弦矩阵。C.2质心位置设计参考值不同体型人员各体段质心相对其体段坐标系的位置参考数值见表C.1～C.3所示。其中臀部体段为了方便实际测量，将其与左右髋部体段合并为一个体段进行分析。表C.1小体型人员各体段的质心位置体段X/mmY/mmZ/mm头部—2.00颈部0胸部0腹部50-22臀部-760右上臂-147左上臂-30-147右下臂(包含手)-14-135左下臂(包含手)-135右大腿(包含髋部)-16-143左大腿(包含髋部)-16-60-143右小腿-13-48-131左小腿-13-131右足-6839左足-689表C.2中等体型人员各体段的质心位置体段X/mmY/mmZ/mm头部0颈部049.8表C.2中等体型人员各体段的质心位置(续)体段X/mmY/mmZ/mm胸部0腹部0—24.2臀部—81.80右上臂-172左上臂-30-172右下臂(包含手)-10-166左下臂(包含手)-10-35-166右大腿(包含髋部)6-200左大腿(包含髋部)6-66-200右小腿—11.9-57-149左小腿—11.9-149右足—76.9一0.6—6.2左足—76.9—6.2表C.3大体型人员各体段的质心位置体段X/mmY/mm头部0颈部)胸部0腹部一4.70—24.2臀部—85.60右上臂—185.6左上臂—34.2-185.6右下臂(包含手)—10.7—176.5左下臂(包含手)—10.7—36.3—176.5右大腿(包含髋部)-208.6左大腿(包含髋部)-72.8-208.6右小腿—12.9—62.7—150.6左小腿—12.9—150.6右足—82.1一0.6—6.2左足—82.1—6.2C.3体段坐标系建立方法C.3.1确定坐标平面选取三个人体测量标志点建立初始坐标平面，然后再选取两个标志点建立与初始坐标平面垂直的坐标平面，最后再选取一个标志点建立与已建立的两个坐标平面都垂直的坐标平面。坐标原点为三个坐标平面的交点，坐标轴为三个坐标平面两两相交的交线。C.3.2确定坐标系所有体段坐标系均符合右手法则，从原点指向头部的方向为Z轴正向，从原点指向身体前端的方向为X轴正向，从原点指向身体左侧的方向为Y轴正向。C.3.3各体段坐标系和坐标平面所需标记点建立各体段坐标系和坐标平面所对应标记点见表C.4。表C.4各体段坐标系和坐标平面建立对应参数体段坐标系名称坐标平面所需要的标记点头部坐标系XY平面左耳屏点、右耳屏点、右眶下孔点左耳屏点、右耳屏点鼻梁点颈部坐标系喉结点、颈椎点、胸上点XY平面左侧锁骨点和颈椎点连线的中点、右侧锁骨点和颈椎点连线的中点颈椎点胸部坐标系胸上点、颈椎点、对应第十根肋骨位置的脊柱中心点颈椎点、对应第十根肋骨位置的脊柱中心点对应第十根肋骨位置的脊柱中心点腹部坐标系XY平面左、右两侧第十根肋骨位置点、对应第十根肋骨位置的脊柱中心点左、右两侧第十根肋骨位置点对应第十根肋骨位置的脊柱中心点臀部坐标系左、右两侧骼前上棘点、耻骨联合点XY平面左、右两侧骼前上棘点对应骼后上棘点位置的脊柱中心点左(右)上臂坐标系肩峰点、左(右)侧肱骨外侧上髁点、左(右)侧肱骨内上髁点肩峰点、左(右)侧肱骨外侧上髁点XY平面肩峰点左(右)前臂(包含手)坐标系左(右)侧尺骨茎突点、左(右)侧桡骨茎突点、桡骨点左(右)侧尺骨茎突点、桡骨点XY平面桡骨点表C.4各体段坐标系和坐标平面建立对应参数(续)体段坐标系名称坐标平面所需要的标记点左(右)大腿(包含髋部)坐标系左(右)侧股骨大转子点、左(右)侧股骨内上蛋点、左(右)侧股骨外上髁点左(右)侧股骨大转子点、左(右)侧股骨外上髁点左(右)侧股骨大转子点左(右)小腿坐标系左(右)侧胫骨点、左(右)侧内踝点、左(右)侧外踝点左(右)侧胫骨点、左(右)侧内踝点左(右)侧胫骨点左(右)足部坐标系左(右)侧第1跖趾关节点、左(右)侧第5跖趾关节点、左(右)侧跟骨后端点左(右)侧第二趾尖点、左(右)侧跟骨后端点左(右)侧第1跖趾关节点(资料性)人体体段转动惯量计算方法根据体重、身高计算男子各体段转动惯量的二元回归方程系数，见表D.1。根据体重、身高计算女子各体段转动惯量的二元回归方程系数，见表D.2。表D.1男子各体段质量对体重(X₁)、身高(X₂)的二元回归方程系数表体段名称转动惯量回归方程常数项A₀体重的回归系数A₁身高的回归系数A₂复相关系数R头部3582.5878.3240.4162009.22222.0040.4198124.77435.8892.0930.437颈部I36.958-1.3760.7232282.09245.289-2.1510.7413669.11964.302—3.4980.778胸部10143.90979.2930.9657826.47336.2210.9587744.8670.980腹部I15041.303473.827—20.5820.69815534.330316.3830.66229410.410774.4010.705臀部38389.2613036.7210.90447743.6962937.3840.87674891.5883738.0620.877右上臂I233.7099.0500.932278.5716.0760.92983.529—3.2750.900右下臂I8.7690.910—15790.9218.4010.909919.38735.6760.885右手0.8527.2630.8475.5540.1160.884左上臂I267.2492.7040.905310.6150.9063095.66487.1600.888GB/T42712—2023体段名称转动惯量回归方程常数项A₀体重的回归系数A₁身高的回归系数A₂复相关系数R左下臂—15312.33292.0749.0890.921—14924.6358.6340.922623.16429.908—1.0170.884左手—2311.6465.7680.802—2115.7153.6320.795—293.4134.0590.2130.837右髋部5994.428339.668—11.6380.88913195.261451.396—18.6440.90813261.153584.913—21.9090.925右大腿I—228575.084236.7000.931—234122.028239.4770.934—25153.30