【摘要】：隨著中國(guó)汽車保有量急劇增加,交通事故迅猛上升,因交通事故引起的傷亡人數(shù)也逐步增加。在汽車碰撞事故發(fā)生時(shí),盡管安全氣囊的使用減少了致命性損傷的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),但它們同時(shí)增加了非致命傷,如上肢損傷的發(fā)生概率。構(gòu)建具有詳細(xì)解剖學(xué)結(jié)構(gòu)的兒童上肢有限元模型是研究和理解上肢損傷中的生物力學(xué)問題的基礎(chǔ),可為汽車安全性設(shè)計(jì)提供生物力學(xué)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo),對(duì)減少和防護(hù)上肢損傷具有重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文從實(shí)際上肢解剖學(xué)結(jié)構(gòu)出發(fā)構(gòu)建了具有高生物仿真度的兒童上肢有限元模型。模型包括鎖骨、肩胛骨、肱骨、尺骨及橈骨。首先,借助醫(yī)學(xué)影像軟件MIMICS提取了6歲中國(guó)兒童男性全身的CT圖像,并重構(gòu)具有三角形曲面的兒何模型；其次,利用逆向工程軟件Geomagic Studio對(duì)初始組織兒何模型進(jìn)行修補(bǔ)和平順處理,生成具有NURBS曲線(Non-Uniform Rational B-Splines)的CAD模型,為后續(xù)網(wǎng)格劃分做準(zhǔn)備；再次,應(yīng)用網(wǎng)格劃分軟件TrueGrid和Hypermesh對(duì)上肢幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格優(yōu)化,并利用Hypermesh軟件對(duì)模型進(jìn)行材料屬性賦值。最后,根據(jù)尸體試驗(yàn),設(shè)置仿真試驗(yàn)的邊界條件,對(duì)局部上肢有限元模型進(jìn)行有效性驗(yàn)證。 應(yīng)用有限元分析軟件Pam-Crash對(duì)裸肱骨有限元模進(jìn)行三點(diǎn)彎曲仿真碰撞實(shí)驗(yàn),用于驗(yàn)證所構(gòu)建的上肢有限元模型的有效性。仿真結(jié)果表明,載荷-位移曲線與尸體試驗(yàn)結(jié)果類似。這表明所構(gòu)建的上肢有限元模型能較好的模擬人體肱骨的動(dòng)力學(xué)響應(yīng),并具有較高的生物仿真度,可以用于上肢損傷的防護(hù)研究。 本文通過對(duì)兒童肱骨有限元模型的碰撞響應(yīng)分析的研究,為后續(xù)的進(jìn)一步完善上肢有限元模型和構(gòu)建完整的人體有限元模理形成了一整套研究思路,為人體有限元模型的生物力學(xué)的研究奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),并為車輛安全性設(shè)計(jì)提供有力的依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：天津科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號(hào)】：R318.01;U467.14

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2567315