AnyBody　適用例

通过肌肉骨骼仿真软件分析能够定量化肌肉和关节的负荷，这对于汽车设计的人体工程学领域来说非常重要。然而，由于在车辆内部精确地通过运动捕捉（MoCap）技术来测量身体运动存在困难，因此利用运动捕捉技术获取的身体动作数据来进行车辆行驶过程中的骨骼模型分析并非易事。在本例中，我们尝试采用多体动力学软件生成的身体运动数据来替代运动捕捉测量，以此定量分析车辆行驶时对人体肌肉和关节产生的负荷。

分析案例

本次分析的基本流程如下：

1. 使用多体动力学软件生成身体运动
2. 导出在步骤1中生成的身体运动数据
3. 将步骤2中导出的身体运动数据导入AnyBody，并进行肌肉骨骼模型分析

在步骤1中使用的多体动力学软件是Altair MotionSolve。MotionSolve具有专为汽车分析设计的Vehicle Tool功能，利用此工具可以相对容易地进行车辆行驶时的模拟分析。

MotionSolve分析

使用MotionSolve的Vehicle Tool中提供的三轮车模型来模拟人体-车辆系统。

Vehicle Tool提供的三轮车模型

此外，设置了以下两种行驶条件：

条件1：以36km/h的速度直线行驶

条件2：以36km/h的速度曲线行驶

将上述两种条件下的身体运动数据导出，并转移到AnyBody进行分析。

AnyBody分析

利用从MotionSolve导出的身体运动数据，我们通过运动学分析来确定AnyBody骨骼模型的特定姿势。接着，通过逆动力学分析，我们计算出在力学上维持该姿势所需的肌肉力量，以及这些肌肉力量对关节造成的负荷。在本次分析中，为了简化流程，我们没有从MotionSolve导出车辆系统的相关数据。因此，我们转而使用AnyBody的反作用力估计功能，来定量分析人体与车辆之间的相互作用力，这包括手、臀部和脚与三轮车之间的接触力。

条件1：以36km/h的速度直线行驶

条件2：以36km/h的速度曲线行驶

分析结果

下图展示了条件1和条件2下的身体重心速度和腰部产生的关节负荷。请注意，图中仅展示了在36km/h直线行驶0.5秒后的数据。

条件1和条件2下的身体重心速度和腰部产生的关节负荷

在条件2中，与条件1相比，我们可以观察到从1.8秒开始腰部负荷的数值出现了变化。这一变化很可能是由于在变道过程中身体所承受的横向G力所导致的。

本次分析的局限性

虽然MotionSolve提供的人体-车辆系统模型设置简便且易于使用，但目前的模型还未能完全反映实际车辆行驶时人体的运动情况（由于模型中的所有关节都固定在一个特定角度）。为了更真实地模拟实际车辆行驶时人体的运动，需要引入一些额外的因素，例如：①被动和主动力量的发挥机制，②由大脑控制的姿势调整算法等。