頭部碰撞生物力學響應分析.pdf

1、隨著我國國民經(jīng)濟水平的提高，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)濟損失和家庭不幸等諸多社會、經(jīng)濟問題。因此頭部損傷機理的研究及其防護技術在世界各國都受到高度重視，并投入了大量人力物力進行研究。
　　 頭部具有極為復雜的解剖學結構，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、損傷機理的研究領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制的理論仍然有待完善。本文通過對頭部解剖學的認識以及頭部損傷機理的研究，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響應及影響頭部損傷的因素。
　　 本文研究了相關文獻中頭部模型以及人體生物形態(tài)，應用三維建模軟件CATIA建立了與實際結構相符的頭部幾何模型，由于頭部結構的

3、復雜性，對模型進行了適當簡化。為了驗證頭部模型的合理性，將模型導入ABAQUS中并進行有限元網(wǎng)格劃分計算機實驗。依據(jù)頭部標定試驗方法的計算機實驗結果表明：采用2mm的網(wǎng)格大小可以保證計算的準確性；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)動機罩板的生物力學響應，對汽車的行駛速度、罩板