本文選題：破片　切入點(diǎn)：彈道學(xué)　出處：《第四軍醫(yī)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：由高能爆炸性武器產(chǎn)生的高速破片已經(jīng)成為現(xiàn)代戰(zhàn)創(chuàng)傷的最主要致傷因素,口腔頜面部具有解剖位置相對(duì)暴露和難以通過現(xiàn)有裝備得到有效防護(hù)兩大特點(diǎn),因而長期以來一直是高速破片傷的好發(fā)區(qū)。現(xiàn)代戰(zhàn)爭中造成傷亡最主要的破片類型是高速、高能、小質(zhì)量預(yù)制破片,其對(duì)生物體的致傷機(jī)制主要包括直接致傷作用、壓力波作用和瞬時(shí)空腔效應(yīng)三大方面。影響破片致傷能力的兩大要素是其所攜帶的動(dòng)能和其向機(jī)體組織傳遞能量的效率,其中,前者的主要受到破片飛行速度的影響,后者的主要受破片的形狀系數(shù)的影響。顳下頜關(guān)節(jié)是頜面部的唯一可動(dòng)關(guān)節(jié),承擔(dān)下頜運(yùn)動(dòng)以及咀嚼、吞咽、言語等重要功能,一旦受到外界暴力作用容易出現(xiàn)髁突骨折、關(guān)節(jié)窩骨折、關(guān)節(jié)盤挫裂和穿孔、關(guān)節(jié)囊撕裂、關(guān)節(jié)韌帶斷裂、滑膜撕裂等損傷,繼而導(dǎo)致顳下頜關(guān)節(jié)紊亂病、骨關(guān)節(jié)炎、關(guān)節(jié)強(qiáng)直、甚至出現(xiàn)顱中窩骨折,嚴(yán)重影響傷員口頜面部功能和容貌美觀,降低生存質(zhì)量。由于下頜骨作為一個(gè)整體的剛性連接作用,當(dāng)一側(cè)下頜骨或者關(guān)節(jié)區(qū)受到暴力沖擊后除可導(dǎo)致受打擊側(cè)關(guān)節(jié)區(qū)的損傷外,還常導(dǎo)致對(duì)側(cè)關(guān)節(jié)的間接性損傷。本實(shí)驗(yàn)依托目前國內(nèi)外最先進(jìn)的二級(jí)輕氣炮作為實(shí)驗(yàn)加載平臺(tái),配以相關(guān)力學(xué)測量儀器,從高速破片的創(chuàng)傷彈道學(xué)和由其所實(shí)驗(yàn)方法:在彈道學(xué)研究部分,本實(shí)驗(yàn)選用訂制肥皂塊作為靶材料,用二級(jí)輕氣炮發(fā)射訂制致顳下頜關(guān)節(jié)損傷的生物力學(xué)效應(yīng)兩個(gè)層面對(duì)該類戰(zhàn)創(chuàng)傷的致傷機(jī)制進(jìn)行研究,為頜面部高速破片傷的研究和臨床救治工作提供理論支持。的圓柱形破片對(duì)靶體進(jìn)行正交沖擊實(shí)驗(yàn)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡牟煌?分別以破片的飛行速度和破片的長徑比作為分組依據(jù)。其中,實(shí)驗(yàn)一按破片飛行速度分為低速組、中速組和高速組,每組破片的長徑比均為1;實(shí)驗(yàn)二按破片長徑比分為小長徑比組、中長徑比組和大長徑比組,每組速度均為1100m/s。沖擊完成后分別測量破片在肥皂靶中所形成彈道的入口直徑、最大直徑、彈道深度、空腔容積,并觀察彈道空腔的縮窄規(guī)律。在生物力學(xué)研究部分,本實(shí)驗(yàn)首先在實(shí)驗(yàn)一和實(shí)驗(yàn)二的基礎(chǔ)上選用合適的加載速度和破片長徑比作為基礎(chǔ)致傷條件,然后利用二級(jí)輕氣炮發(fā)射鋼制圓柱形破片對(duì)離體新鮮豬頭的右側(cè)下頜角部進(jìn)行側(cè)向正交沖擊。在雙側(cè)下頜角的破片投射點(diǎn)后下方和額部正中分別布置三個(gè)加速度傳感器,在雙側(cè)髁突頸部布置兩個(gè)應(yīng)變片,將上述傳感器和應(yīng)變片通過導(dǎo)線與示波器相連以記錄沖擊過程中的相應(yīng)加速度和應(yīng)變。實(shí)驗(yàn)結(jié)果:實(shí)驗(yàn)一:長徑比1:1下不同速度的柱狀破片正撞肥皂靶所形成彈道形狀大體相同,均為入口大并逐漸縮窄的錐形,彈道的最大直徑出現(xiàn)在入口處或者入口附近。其速度越大,所形成彈道入口直徑和彈道容積越大,同時(shí)彈道也越深。不同速度的破片雖然在侵徹初段形成彈道直徑相差巨大,但其在初始段明顯收窄,在后段收窄不明顯,在末段形態(tài)幾乎一致。隨破片速度增大,其彈道的入口直徑、最大直徑和彈道容積均有所增大,但彈道深度在中速組和高速組之間的差異很小。實(shí)驗(yàn)二:不同長徑比的柱狀破片正撞肥皂靶所形成彈道形狀不同,與長徑比為1的破片相比,小長徑比破片形成的彈道入口更大、縮減更明顯,大長徑比破片形成的彈道則入口較小、在初段有小范圍膨脹后迅速縮窄。長徑比為1的破片其彈道呈錐形,即在入口處最大,然后較均勻的縮窄,至末段呈一狹長的錐形;長徑比為2的破片在侵徹初段經(jīng)歷一個(gè)短期的膨脹過程,然后開始縮窄,末段與長徑比1的破片類似;長徑比為0.5的破片其彈道在初段即迅速縮窄,在很短距離內(nèi)即停止繼續(xù)侵徹。隨著破片的長徑比的增大,其彈道入口直徑、最大直徑減小,彈道深度增大,但中長徑比組和大長徑比組的破片其彈道深度差異相對(duì)較小;彈道空腔容積隨長徑比不同變化趨勢不明顯,中長徑比組的彈道空腔容積略小于其他兩組。實(shí)驗(yàn)三:所有組迎彈側(cè)下頜角所受側(cè)向力明顯大于對(duì)側(cè);表征顳下頜關(guān)節(jié)所受側(cè)向損傷的加速度差Δa在迎彈側(cè)明顯大于對(duì)側(cè),故迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)所受側(cè)向損傷明顯大于對(duì)側(cè);隨著破片速度的增大,迎彈側(cè)髁突-顱部之間加速度差Δa1-3與對(duì)側(cè)髁突-顱部之間加速度差Δa2-3之間的比值也相應(yīng)增大,故更高速的破片對(duì)加重迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)損傷的能力大于對(duì)側(cè);隨破片速度的增大,兩側(cè)髁突之間加速度差Δa2-3的數(shù)值也相應(yīng)增大,故破片速度越高,側(cè)向應(yīng)力在一側(cè)下頜骨向?qū)?cè)傳播過程中衰減更加明顯。實(shí)驗(yàn)四:迎彈側(cè)髁突頸部所受軸向力約為對(duì)側(cè)的2~3倍,其比值明顯小于二者所受側(cè)向力的比值;相對(duì)于側(cè)向力而言,對(duì)側(cè)髁突頸部所受軸向力的衰減僅不足50%;表征顳下頜關(guān)節(jié)所受軸向壓縮性損傷以及對(duì)關(guān)節(jié)盤和關(guān)節(jié)窩沖擊力大小的應(yīng)變值在迎彈側(cè)大于對(duì)側(cè),故迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)發(fā)生骨折、關(guān)節(jié)盤挫傷、顱中窩骨折等損傷的風(fēng)險(xiǎn)和嚴(yán)重程度要大于對(duì)側(cè);隨著破片速度的增大,雙側(cè)髁突頸部應(yīng)變值也相應(yīng)增大,故更高速的破片可加重雙側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)的損傷;隨破片速度的增大,對(duì)側(cè)應(yīng)變值增大的程度大于迎彈側(cè),故破片速度越高,對(duì)側(cè)發(fā)生顳下頜關(guān)節(jié)損傷風(fēng)險(xiǎn)的上升率大于迎彈側(cè)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:1、二級(jí)輕氣炮作為頜面部高速破片傷實(shí)驗(yàn)加載平臺(tái)具有較好的可靠性和穩(wěn)定性,結(jié)合相關(guān)測量設(shè)備可作為此類戰(zhàn)創(chuàng)傷研究的標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)平臺(tái);2、破片速度對(duì)其所形成彈道的入口直徑、彈道容積影響更大,對(duì)彈道深度影響較小。更高速的破片其彈道入口更闊、空腔容積更大、彈道縮窄速率更快,不同速度破片其彈道末段形態(tài)相似;3、破片長徑比對(duì)其所形成彈道的入口直徑、彈道深度影響較大,對(duì)彈道容積的影響較小。長徑比更小的破片其彈道入口更闊、彈道更淺、彈道縮窄速度更快;大長徑比破片其彈道最大直徑出現(xiàn)在入口深部;4、高速破片側(cè)向沖擊豬下頜骨導(dǎo)致迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)側(cè)向損傷應(yīng)力顯著大于對(duì)側(cè),且這種致傷作用的差距隨破片速度的增大而增大;5、高速破片側(cè)向沖擊豬下頜骨導(dǎo)致迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)軸向損傷應(yīng)力約為對(duì)側(cè)2倍,但這種差距隨破片速度的增大而減小。
[Abstract]:This experiment is based on the most advanced two - stage light - gas gun at home and abroad as the target material , and has the important function of high - speed , high - energy and small - quality prefabricated fragments . The experimental results show that the diameter of the ballistic entrance is larger than that of the broken piece , the diameter of the trajectory is smaller , the diameter of the trajectory is smaller than that of the broken piece , and the depth of the trajectory is increased . Experimental results show that the axial force of the lateral condylar neck is about 2 - 3 times of the lateral force , and its ratio is obviously less than that of the lateral force .

【學(xué)位授予單位】：第四軍醫(yī)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：R828.8

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本文編號(hào)：1667863