本文關(guān)鍵詞：顱腦沖擊損傷力學(xué)響應(yīng)分析

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【摘要】：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的逐年提高,汽車的保有量也在持續(xù)增長(zhǎng),但隨之頻繁發(fā)生的交通事故卻也在威脅著我們的生命安全。在大量發(fā)生的交通事故中,顱腦損傷是危害最為嚴(yán)重的傷害類型,這使得顱腦損傷研究成為了科研熱點(diǎn)之一。但目前顱腦生物力學(xué)的研究重點(diǎn)主要集中在對(duì)行人頭部的直接撞擊損傷方面,而對(duì)于汽車碰撞時(shí)對(duì)駕駛員顱腦造成的加速度沖擊損傷的研究較少。在很多交通事故中,雖然并未發(fā)生過行人或駕駛員的頭部直接撞擊造成的傷害,但在汽車碰撞的一瞬間所產(chǎn)生的巨大加速度給駕駛員帶來的傷害不容忽視。因此,展開這一方面的研究也有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 人體顱腦結(jié)構(gòu)具有極為復(fù)雜的解剖學(xué)結(jié)構(gòu),因而本文提取健康成年男子的頭部CT掃描圖像,通過逆向工程(即從實(shí)物反向得到數(shù)字模型的模型處理技術(shù))處理方式進(jìn)行處理,從而保留了顱腦結(jié)構(gòu)的細(xì)節(jié),得到了足夠精確的顱腦、顱骨、下顎骨、脊椎骨、以及肌肉等部分的原始幾何模型。整個(gè)有限元模型由32萬網(wǎng)格、8萬3千個(gè)節(jié)點(diǎn)構(gòu)成,模型質(zhì)量為6kg,而模型各部分材料特性均來自國(guó)內(nèi)外權(quán)威文獻(xiàn)。利用ABAQUS進(jìn)行非線性分析,采用大規(guī)模有限元計(jì)算技術(shù),研究了在汽車碰撞事故中加速度沖擊作用下的顱腦力學(xué)響應(yīng),進(jìn)而預(yù)測(cè)了在幾種典型沖擊載荷下的顱腦損傷位置以及損傷程度。 本文首先計(jì)算了簡(jiǎn)單載荷下橫、縱、豎向三個(gè)方向的加速度沖擊對(duì)顱腦造成的損傷情況。研究表明,在顱腦受到橫向沖擊時(shí),可能對(duì)視覺、聽覺和平衡造成破壞,甚至影響記憶,出現(xiàn)語(yǔ)言障礙等；而縱向沖擊作用下,對(duì)人的嗅覺和視覺會(huì)造成影響,很可能出現(xiàn)灰視、黑視甚至意識(shí)喪失；豎向沖擊下,則更容易對(duì)人體的小腦造成損傷,影響平衡和協(xié)調(diào)能力。隨后,用五種不同強(qiáng)度的沖擊載荷在縱向沖擊上進(jìn)行計(jì)算,對(duì)損傷位置以及損傷程度進(jìn)行分析。 通過計(jì)算研究預(yù)測(cè)了在幾種典型載荷下的顱腦損傷位置以及損傷程度,這對(duì)顱腦沖擊損傷的預(yù)防與臨床救治有著積極的意義。
【關(guān)鍵詞】：顱腦 沖擊損傷 汽車碰撞 生物力學(xué)模擬 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：R651.15;R318.01
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目錄6-8
• 1 緒論8-12
• 1.1 研究意義及研究目的8-9
• 1.2 主要研究方法9-10
• 1.3 國(guó)內(nèi)外研究進(jìn)展10-11
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容11-12
• 2 顱腦解剖學(xué)結(jié)構(gòu)及損傷機(jī)理12-24
• 2.1 顱腦主要結(jié)構(gòu)12-20
• 2.1.1 頭皮12-13
• 2.1.2 顱骨13-18
• 2.1.3 腦膜18-19
• 2.1.4 腦組織19-20
• 2.2 其他組織結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3 常見的腦損傷及損傷機(jī)理21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 顱腦結(jié)構(gòu)的三維有限元模型建立24-36
• 3.1 分析方法簡(jiǎn)介24-25
• 3.2 CT圖像掃描及MIMICS模型提取25-28
• 3.2.1 CT圖像獲取25-26
• 3.2.2 MIMICS模型獲取26-28
• 3.3 逆向工程技術(shù)及Geomagic Studio的模型處理28-33
• 3.3.1 逆向工程概述28
• 3.3.2 Geomagic Studio逆向建模特點(diǎn)28-29
• 3.3.3 Geomagic Studio模型處理29-33
• 3.4 HyperMesh網(wǎng)格劃分33-35
• 3.5 本章小結(jié)35-36
• 4 加速度沖擊下的腦組織響應(yīng)計(jì)算36-52
• 4.1 分析軟件介紹36
• 4.2 計(jì)算荷載36-38
• 4.3 簡(jiǎn)單沖擊荷載下的計(jì)算分析38-46
• 4.3.1 計(jì)算載荷38-39
• 4.3.2 模型在ABAQUS中的相關(guān)定義39-40
• 4.3.4 縱向沖擊計(jì)算結(jié)果及分析40-44
• 4.3.5 橫向沖擊計(jì)算結(jié)果及分析44-45
• 4.3.6 鉛直向沖擊計(jì)算結(jié)果及分析45-46
• 4.4 仿真沖擊載荷下的計(jì)算46-48
• 4.5 補(bǔ)充計(jì)算48-51
• 4.6 本章小結(jié)51-52
• 5 結(jié)論及展望52-54
• 5.1 結(jié)論52
• 5.2 展望52-54
• 參考文獻(xiàn)54-57
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文情況57-58
• 致謝58-59

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 韓建保;楊訓(xùn)敏;;三維多相頭部腦組織形變特性仿真[J];北京理工大學(xué)學(xué)報(bào);2006年04期

2 王正國(guó);;道路交通傷的現(xiàn)狀和未來[J];創(chuàng)傷外科雜志;2011年03期

3 黃靖;王健;;汽車碰撞過程中加速度特征對(duì)乘員損傷的影響分析[J];汽車科技;2010年01期

4 楊妙梁;歐盟有關(guān)行人保護(hù)的新戰(zhàn)略[J];汽車與配件;2005年43期

5 王以進(jìn),李永豐,陳躍敏,秦頌;自動(dòng)生成顱腦沖擊響應(yīng)的圖像三維有限元分析[J];上海大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1999年04期

6 謝宏剛;徐亮;王漢;蔣世明;范蘆芳;唐敬;;對(duì)Mimics V10.0軟件三種三維重建方法的研究[J];西部醫(yī)學(xué);2008年05期

7 馬如宇,鐵瑛,薛文東,戴\戎,王成燾;基于螺旋CT構(gòu)建人體骨盆三維有限元模型[J];醫(yī)用生物力學(xué);2004年03期

8 李凡;楊濟(jì)匡;;基于車輛-行人碰撞顱腦傷防護(hù)的參數(shù)研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2007年09期

9 王正國(guó);多發(fā)傷的救治[J];中華創(chuàng)傷雜志;2004年01期

10 李海巖;阮世捷;彭翔;謝中華;王浩;劉文嶺;;基于CT圖像的活體人顱骨幾何特征的研究[J];中國(guó)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)報(bào);2007年06期

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本文編號(hào)：947162