頭部碰撞生物力學(xué)響應(yīng)分析.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟(jì)水平的提高，汽車保有量也在逐年增加，頻繁發(fā)生的交通事故隨之而來。在大量的交通事故中，頭部損傷占重要的比例，其高致殘率及高死亡率也造成了直接的經(jīng)濟(jì)損失和家庭不幸等諸多社會、經(jīng)濟(jì)問題。因此頭部損傷機(jī)理的研究及其防護(hù)技術(shù)在世界各國都受到高度重視，并投入了大量人力物力進(jìn)行研究。
　　 頭部具有極為復(fù)雜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)，同時包含了人體中樞神經(jīng)系統(tǒng)最重要的器官，對頭部進(jìn)行研究的手段受到極大的限制。在過去的幾十年中，研究人員在頭部

2、損傷機(jī)理的研究領(lǐng)域提出了很多種假說，但是真正意義上能夠完整揭示致傷機(jī)制的理論仍然有待完善。本文通過對頭部解剖學(xué)的認(rèn)識以及頭部損傷機(jī)理的研究，以有限元分析軟件ABAQUS和三維建模軟件CATIA為工具，建立一個合理的人體頭部有限元模型，通過有限元方法分析交通事故中頭部的生物力學(xué)響應(yīng)及影響頭部損傷的因素。
　　 本文研究了相關(guān)文獻(xiàn)中頭部模型以及人體生物形態(tài)，應(yīng)用三維建模軟件CATIA建立了與實際結(jié)構(gòu)相符的頭部幾何模型，由于頭部結(jié)構(gòu)的

3、復(fù)雜性，對模型進(jìn)行了適當(dāng)簡化。為了驗證頭部模型的合理性，將模型導(dǎo)入ABAQUS中并進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分計算機(jī)實驗。依據(jù)頭部標(biāo)定試驗方法的計算機(jī)實驗結(jié)果表明：采用2mm的網(wǎng)格大小可以保證計算的準(zhǔn)確性；造成損傷的頭部合成加速度最大值為2305m·s-2，滿足頭部標(biāo)定試驗，即所得數(shù)值位于205～2695m·s-2之間，從而確定頭部模型是合理的。
　　 采用軟件ABAQUS模擬了頭部碰撞汽車發(fā)動機(jī)罩板的生物力學(xué)響應(yīng)，對汽車的行駛速度、罩板