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基于系列有限元模型的儿童头部损伤研究
| 论文题名： | 基于系列有限元模型的儿童头部损伤研究 |
| 关键词： | 儿童头部损伤;生物力学;有限元模型;颅骨响应 |
| 摘要： | 因交通事故造成的儿童意外伤害类型中以头部损伤最为常见，且头部损伤往往会造成较为严重的后果，给社会带来重大的经济损失和负担。因此，研究儿童头部损伤生物力学问题，对于开发相关防护装置以及降低伤害发生率具有非常重要的现实意义。目前为止，关于儿童头部损伤的研究大多是建立于成人研究的基础上，并且由于伦理道德等因素的限制，更是难以通过儿童尸体实验来获得响应数据。现阶段各国安全法规评估时使用的儿童假人和损伤准则等，大多是基于比例缩放方法从成人假人及其损伤准则获得。但是与成人相比，儿童头部在几何形状、解剖结构及组织材料等方面都存在较大差异，采用上述缩放方法进行的研究精确度往往不高。因此，利用详细开发和验证过的儿童有限元模型进行替代研究是一种趋势。 本文利用本课题组前期开发的、具有相似网格划分模式的三个典型年龄时期儿童头部有限元模型，基于三个经典的成人尸体实验和一起儿童跌落事故进行了大量的仿真研究:基于Nahum和Trosseille的尸体实验对模型进行了颅内响应研究;基于Yoganandan的尸体实验进行了颅骨响应研究;同时，基于上述实验还进行了不同年龄段儿童头部响应的对比分析和参数化研究等工作;并且还利用已经验证过的模型运用MADYMO和LS-DYNA软件，进行了事故重建、损伤预测及参数化研究;此外，还对儿童损伤研究中最常采用的比例缩放方法的准确性进行了分析。 仿真结果表明:系列儿童头部有限元模型能够比较真实的反应头部响应;相同载荷作用下，儿童头部受到损伤的风险比成人要大，且损伤风险随儿童年龄、颅骨刚度等参数的增加而降低;缩放方法会对头部有限元模型的响应造成较大影响;事故重建后模型很好地预测出了损伤程度和位置，系列儿童头部有限元模型具有较高的生物逼真度，能够用于后续的儿童头部损伤研究。 |
| 作者： | 栾天 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 曹立波;吴朴 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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