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原文传递颅脑冲击损伤力学响应分析

论文题名：	颅脑冲击损伤力学响应分析
关键词：	颅脑冲击损伤;汽车碰撞;生物力学模拟;有限元分析
摘要：	随着我国经济水平的逐年提高，汽车的保有量也在持续增长，但随之频繁发生的交通事故却也在威胁着我们的生命安全。在大量发生的交通事故中，颅脑损伤是危害最为严重的伤害类型，这使得颅脑损伤研究成为了科研热点之一。但目前颅脑生物力学的研究重点主要集中在对行人头部的直接撞击损伤方面，而对于汽车碰撞时对驾驶员颅脑造成的加速度冲击损伤的研究较少。在很多交通事故中，虽然并未发生过行人或驾驶员的头部直接撞击造成的伤害，但在汽车碰撞的一瞬间所产生的巨大加速度给驾驶员带来的伤害不容忽视。因此，展开这一方面的研究也有着十分重要的现实意义。　　人体颅脑结构具有极为复杂的解剖学结构，因而本文提取健康成年男子的头部CT扫描图像，通过逆向工程（即从实物反向得到数字模型的模型处理技术）处理方式进行处理，从而保留了颅脑结构的细节，得到了足够精确的颅脑、颅骨、下颚骨、脊椎骨、以及肌肉等部分的原始几何模型。整个有限元模型由32万网格、8万3千个节点构成，模型质量为6kg，而模型各部分材料特性均来自国内外权威文献。利用ABAQUS进行非线性分析，采用大规模有限元计算技术，研究了在汽车碰撞事故中加速度冲击作用下的颅脑力学响应，进而预测了在几种典型冲击载荷下的颅脑损伤位置以及损伤程度。　　本文首先计算了简单载荷下横、纵、竖向三个方向的加速度冲击对颅脑造成的损伤情况。研究表明，在颅脑受到横向冲击时，可能对视觉、听觉和平衡造成破坏，甚至影响记忆，出现语言障碍等;而纵向冲击作用下，对人的嗅觉和视觉会造成影响，很可能出现灰视、黑视甚至意识丧失;竖向冲击下，则更容易对人体的小脑造成损伤，影响平衡和协调能力。随后，用五种不同强度的冲击载荷在纵向冲击上进行计算，对损伤位置以及损伤程度进行分析。　　通过计算研究预测了在几种典型载荷下的颅脑损伤位置以及损伤程度，这对颅脑冲击损伤的预防与临床救治有着积极的意义。
作者：	单春来
专业：	计算力学
导师：	马国军
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文