【摘要】：隨著中國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,盡管安全氣囊的使用減少了致命性損傷的發(fā)生風險,但它們同時增加了非致命傷,如上肢損傷的發(fā)生概率。構(gòu)建具有詳細解剖學結(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問題的基礎,可為汽車安全性設計提供生物力學數(shù)據(jù)和理論指導,對減少和防護上肢損傷具有重要的理論意義和實際應用價值。 本文從實際上肢解剖學結(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)學影像軟件MIMICS提取了6歲中國兒童男性全身的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對初始組織兒何模型進行修補和平順處理,生成具有NURBS曲線(Non-Uniform Rational B-Splines)的CAD模型,為后續(xù)網(wǎng)格劃分做準備；再次,應用網(wǎng)格劃分軟件TrueGrid和Hypermesh對上肢幾何模型進行網(wǎng)格劃分和網(wǎng)格優(yōu)化,并利用Hypermesh軟件對模型進行材料屬性賦值。最后,根據(jù)尸體試驗,設置仿真試驗的邊界條件,對局部上肢有限元模型進行有效性驗證。 應用有限元分析軟件Pam-Crash對裸肱骨有限元模進行三點彎曲仿真碰撞實驗,用于驗證所構(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力學響應,并具有較高的生物仿真度,可以用于上肢損傷的防護研究。 本文通過對兒童肱骨有限元模型的碰撞響應分析的研究,為后續(xù)的進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的研究奠定了堅實的基礎,并為車輛安全性設計提供有力的依據(jù)。
【學位授予單位】：天津科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2012
【分類號】：R318.01;U467.14

【參考文獻】

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