發(fā)布時間：2018-03-26 12:14

  本文選題：破片　切入點：彈道學　出處：《第四軍醫(yī)大學》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暴露和難以通過現(xiàn)有裝備得到有效防護兩大特點,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,其對生物體的致傷機制主要包括直接致傷作用、壓力波作用和瞬時空腔效應(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能和其向機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關(guān)節(jié),承擔下頜運動以及咀嚼、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)強直、甚至出現(xiàn)顱中窩骨折,嚴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整體的剛性連接作用,當一側(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)致對側(cè)關(guān)節(jié)的間接性損傷。本實驗依托目前國內(nèi)外最先進的二級輕氣炮作為實驗加載平臺,配以相關(guān)力學測量儀器,從高速破片的創(chuàng)傷彈道學和由其所實驗方法:在彈道學研究部分,本實驗選用訂制肥皂塊作為靶材料,用二級輕氣炮發(fā)射訂制致顳下頜關(guān)節(jié)損傷的生物力學效應(yīng)兩個層面對該類戰(zhàn)創(chuàng)傷的致傷機制進行研究,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。的圓柱形破片對靶體進行正交沖擊實驗。根據(jù)實驗?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,實驗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;實驗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。在生物力學研究部分,本實驗首先在實驗一和實驗二的基礎(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,然后利用二級輕氣炮發(fā)射鋼制圓柱形破片對離體新鮮豬頭的右側(cè)下頜角部進行側(cè)向正交沖擊。在雙側(cè)下頜角的破片投射點后下方和額部正中分別布置三個加速度傳感器,在雙側(cè)髁突頸部布置兩個應(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。實驗結(jié)果:實驗一: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。實驗二: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。實驗三:所有組迎彈側(cè)下頜角所受側(cè)向力明顯大于對側(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,故更高速的破片對加重迎彈側(cè)顳下頜關(guān)節(jié)損傷的能力大于對側(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。實驗四:迎彈側(cè)髁突頸部所受軸向力約為對側(cè)的2~3倍,其比值明顯小于二者所受側(cè)向力的比值;相對于側(cè)向力而言,對側(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險和嚴重程度要大于對側(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,對側(cè)發(fā)生顳下頜關(guān)節(jié)損傷風險的上升率大于迎彈側(cè)。實驗結(jié)論:1、二級輕氣炮作為頜面部高速破片傷實驗加載平臺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)傷研究的標準化實驗平臺;2、破片速度對其所形成彈道的入口直徑、彈道容積影響更大,對彈道深度影響較小。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、破片長徑比對其所形成彈道的入口直徑、彈道深度影響較大,對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 .

【學位授予單位】：第四軍醫(yī)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2017
【分類號】：R828.8

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本文編號：1667863