頭頸部損傷是交通事故中最常見(jiàn)的一種損傷類型,也是造成乘員死亡的主要原因之一。近幾十年來(lái),人們對(duì)事故中成人損傷機(jī)理的研究取得了很大進(jìn)展,并通過(guò)優(yōu)化調(diào)整車身結(jié)構(gòu)、被動(dòng)安全裝置等措施降低了成人頭頸部損傷的嚴(yán)重程度,但對(duì)兒童損傷的相關(guān)研究卻十分有限。從生理結(jié)構(gòu)特征來(lái)看,兒童不是縮小版的成人,且骨骼、軟組織等結(jié)構(gòu)并未發(fā)育完全,和成人在解剖學(xué)結(jié)構(gòu)上仍存在一定差異性,所以兩者的損傷機(jī)理及數(shù)據(jù)并不是簡(jiǎn)單的縮放關(guān)系。本研究使用的六歲兒童整人有限元模型是在完全遵照兒童生理結(jié)構(gòu)特征的基礎(chǔ)上構(gòu)建的具有高仿真度的生物力學(xué)計(jì)算模型,能最大限度地還原事故中兒童的損傷過(guò)程,對(duì)于研究?jī)和瘬p傷機(jī)理、提高兒童損傷防護(hù)具有重要意義。為探討汽車在正面碰撞過(guò)程中,約束系統(tǒng)的誤用對(duì)乘坐于后排的6歲兒童乘員頭頸部的損傷影響,對(duì)比分析了該兒童有限元模型在正確以及錯(cuò)誤使用約束系統(tǒng)情況下的頭頸部損傷機(jī)理。結(jié)果表明,僅使用增高墊時(shí),兒童頸部作用力、力矩最小,但最大顱內(nèi)壓力、最大Von Mises應(yīng)力、腦組織最大主應(yīng)變等值遠(yuǎn)大于其損傷閾值,會(huì)導(dǎo)致兒童頭部產(chǎn)生致命的腦損傷;僅使用成人三點(diǎn)式安全帶時(shí),兒童頸部作用力、力矩最大,會(huì)對(duì)兒童頸部造成嚴(yán)重... 

【文章頁(yè)數(shù)】：66 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 論文研究背景
    1.2 損傷生物力學(xué)基礎(chǔ)理論
    1.3 頭頸部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及損傷機(jī)理研究
        1.3.1 頭部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.3.2 頭部損傷類型及損傷機(jī)理
        1.3.3 頸部解剖學(xué)結(jié)構(gòu)
        1.3.4 頸部損傷類型及損傷機(jī)理
    1.4 人體損傷生物力學(xué)研究方法
        1.4.1 人體實(shí)驗(yàn)
        1.4.2 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)
        1.4.3 假人模型
        1.4.4 計(jì)算機(jī)仿真模型
    1.5 本文主要研究?jī)?nèi)容
2 六歲兒童整人有限元模型及兒童約束系統(tǒng)概述
    2.1 六歲兒童整人有限元模型概述
    2.2 兒童約束系統(tǒng)概述
        2.2.1 兒童約束系統(tǒng)的組成及分類
        2.2.2 兒童約束系統(tǒng)的保護(hù)原理
        2.2.3 兒童約束系統(tǒng)的使用情況
        2.2.4 兒童約束系統(tǒng)的選用建議
    2.3 兒童約束系統(tǒng)認(rèn)證的相關(guān)法規(guī)介紹
    2.4 本章小結(jié)
3 約束系統(tǒng)誤用時(shí)兒童乘員的生物力學(xué)響應(yīng)及頭頸部損傷評(píng)估
    3.1 引言
    3.2 材料與方法
        3.2.1 有限元模型概述
        3.2.2 仿真設(shè)置
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
        3.3.1 仿真模型的運(yùn)動(dòng)學(xué)響應(yīng)
        3.3.2 頭部損傷準(zhǔn)則
        3.3.3 腦組織響應(yīng)
        3.3.4 頸部響應(yīng)
        3.3.5 頸部損傷基準(zhǔn)
    3.4 討論
    3.5 本章小結(jié)
4 不同約束系統(tǒng)中兒童乘員的損傷機(jī)理研究
    4.1 引言
    4.2 仿真方案設(shè)置
    4.3 仿真結(jié)果與討論
        4.3.1 頭部質(zhì)心合加速度
        4.3.2 腦組織Von Mises應(yīng)力
        4.3.3 顱內(nèi)壓
        4.3.4 腦組織剪切應(yīng)力
        4.3.5 頸部力學(xué)分析
        4.3.6 胸腹部壓縮量
    4.4 本章小結(jié)
5 兒童安全座椅中填充吸能泡沫在側(cè)碰中對(duì)頭部損傷的影響
    5.1 引言
    5.2 材料與方法
        5.2.1 吸能泡沫材料
        5.2.2 仿真模型建立
    5.3 仿真結(jié)果與討論
        5.3.1 頭部性能指標(biāo)
        5.3.2 腦組織Von Mises應(yīng)力
        5.3.3 顱內(nèi)壓
        5.3.4 腦組織剪切應(yīng)力
        5.3.5 泡沫內(nèi)能和接觸力
        5.3.6 PU泡沫不同參數(shù)保護(hù)效果對(duì)比
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 全文總結(jié)
    6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 論文的不足之處
7 參考文獻(xiàn)
8 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文情況
9 致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)汽車工程學(xué)術(shù)研究綜述·2017[J]. 《中國(guó)公路學(xué)報(bào)》編輯部.  中國(guó)公路學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]不同載荷作用下頭部生物力學(xué)響應(yīng)仿真分析[J]. 毛征宇,李澤民,牛文鑫,蔡志華.  醫(yī)用生物力學(xué). 2016(06)
[3]顱腦組織材料參數(shù)對(duì)兒童頭部沖擊響應(yīng)的影響[J]. 陳越,崔世海,李海巖,賀麗娟,阮世捷.  醫(yī)用生物力學(xué). 2016(03)
[4]6歲兒童全頸有限元模型的構(gòu)建及驗(yàn)證[J]. 呂文樂(lè),阮世捷,李海巖,崔世海,賀麗娟,王春祥.  醫(yī)用生物力學(xué). 2016(02)
[5]基于ECE R129法規(guī)的兒童座椅側(cè)面碰撞臺(tái)車試驗(yàn)系統(tǒng)[J]. 張金換,楊帆,周勇,吳文旺.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2015(03)
[6]早期藥物治療對(duì)腦震蕩患者后遺癥的影響[J]. 付艷華.  中國(guó)社區(qū)醫(yī)師. 2014(08)
[7]6歲兒童頭部有限元模型的構(gòu)建與驗(yàn)證[J]. 阮世捷,李盼東,李海巖,趙瑋.  中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào). 2012(04)
[8]第95百分位中國(guó)人頭部顱腦相對(duì)位移的有限元評(píng)估[J]. 李海巖,趙瑋,阮世捷,崔世海.  醫(yī)用生物力學(xué). 2012(02)
[9]ISOFIX型兒童座椅正面碰撞臺(tái)車試驗(yàn)的有限元仿真[J]. 胡佳,水野幸治.  汽車工程. 2011(05)

碩士論文
[1]基于有限元模型的六歲兒童顱腦損傷分析[D]. 王晨.天津科技大學(xué) 2015
[2]基于六歲兒童乘員有限元模型的胸部碰撞損傷分析[D]. 衛(wèi)志強(qiáng).天津科技大學(xué) 2015
[3]六歲兒童乘員下肢碰撞響應(yīng)及損傷機(jī)理研究[D]. 王思雨.天津科技大學(xué) 2015
[4]兒童行人頭部有限元模型的碰撞仿真分析及顱腦損傷機(jī)理研究[D]. 李向楠.天津科技大學(xué) 2014
[5]汽車前碰撞中6歲兒童乘員約束系統(tǒng)的仿真研究[D]. 楊杏梅.湖南大學(xué) 2006



本文編號(hào)：3660164