10岁儿童头部有限元模型的建立及验证

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ｍｏｄｅｌｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｈｅａｄｒｅｓｐｏｎｓｅｄｕｒｉｎｇｔｈｅｆａｌｌｉｍｐａｃｔａｎｄａｎａｌｙｚｅｔｈｅｉｎｊｕｒｙ－ｒｅｌａｔｅｄｂｉｏｍｅｃｈａｎｉｃｓ
ｆｒｏｍｔｈｒｅｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｈｅｉｇｈｔｓ，ａｎｄｔｈｅｍｏｔｉｏｎｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎａｎｄｖｅｌｏｃｉｔｙｏｆｔｈｅｃｈｉｌｄｈｅａｄａｔｔｈｅ
有高度解剖学细节的１０岁儿童头部有限元模型。利用ＭＡＤＹＭＯ软件自带的假人，模拟一起典型跌落事故中，受伤儿童从３个不同高度跌落时人体的动力学响应过程，并计算头部与地面碰撞接触瞬间的方位和速度等运动学参数。然后将这些参数输入到１０岁儿童头部有限元模型中，模拟头部与地面的碰撞过程，并分析与损伤相关的生物力学参数。结果表明，颅骨的最大应力和最大应变分布在枕骨右侧，与碰撞点的位置较为吻合，但均未超过颅骨的耐受极限。利用颅内压力可较好地预测脑组织的损伤程度，而利用脑组织的ＹＯｎ — ａｒｉｓｅｓ应力可较好地判断脑组织的损伤位置。事故重建的结果表明，该模型具有较好的生物逼真度，可以用于儿童头部损伤生物力学的研究。
ＣＡＯＬｉＢｏＺＨＯＵＺｈｏｕＪＩＡＮＧＢｉｎ．Ｈｕｉ
ＺＨＡＮＧＧｕａｎ．Ｊｕｎ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｓｔｕｄｙ，ｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳＩＣＥＭＣＦＤａｎｄＨＹＰＥＲＭＥＳＨｗａｓｕｓｅｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｉｎｆｉｔｅ
ｅｌｅｍｅｎｔ（ＦＥ）ｍｏｄｅｌｆｏｒ１０－ｙｅａｒ — ｏｌｄｃｈｉｌｄｈｅａｄｗｉｔｈｄｅｔａｉｌｅｄａｎａｔｏｍｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ．ＴｈｅＭＡＤＹＭＯｍｏｄｅｌｓｏｆｃｒａｓｈｄｕｍｍｉｅｓｗｅｒｅｕｓｅｄｔｏｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅｓｏｆａｎｉｎｊｕｒｅｄｃｈｉｌｄｉｎａｔｙｐｉｃａｌｆａｌｌｉｎｇａｃｃｉｄｅｎｔ
ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｆｍａｘｉｍｕｍｖｏｎ・ａｉｒｓｅｓｓｔｒｅｓｓａｎｄｍａｘｉｍｕｍｙｏｎ — ｍｉｓｅｓｓｔｒａｉｎｉｎｔｈｅ
１０岁儿童头部有限元模型的建立及验证
曹立波周舟蒋彬辉张冠军
（湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙４１００８２）
摘百度文库
要：运用ＡＮＳＹＳＩＣＥＭＣＦＤ以及ＨＹＰＥＲＭＥＳＨ软件对１０岁儿童头部几何模型进行合理的网格划分，获得具
ｍｏｍｅｎｔｏｆｉｍｐａｃｔｗｅｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｓｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｗｅｒｅｉｎｐｕｔｉｎｔｏｔｈｅ１０－ｙｅａｒ－ｏｌｄｃｈｉｌｄｈｅａｄｉｆｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔ
关键词：头部损伤；有限元模型；事故重建；１０岁儿童
中图分类号Ｒ３１８文献标志码Ａ文章编号０２５８ — ８０２１（２０１４）０１－００６３－０８
ＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄＶａｌｉｄａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＦＥＭｏｄｅｌｆｏｒａ１０－・Ｙｅａｒ－－ＯｌｄＣｈｉｌｄＨｅａｄ
３３卷Ｉ期２０１４年２月
中国生物医
学
工
程
学
报
ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌＢｉｏｍｅｄｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｖｏｌ＿３３Ｎｏ．１Ｆｅｂｒｕａｒｙ２０１４