6岁儿童头部有限元模型的构建与验证

借助6岁儿童医用头部CT扫描图片,通过图像分析处理,提取几何参数,重构生成三维几何模型。对几何模型进行有限元前处理,构建了一个6岁儿童头部有限元模型。模型中包含颅骨、骨缝、脑脊液、大脑、小脑、脑干、脑室等各个器官,共有44 886个节点,11 675个壳单元,37 482个六面体单元。.各器官材料属性采用来自参考文献的数据。仿真分析计算中,力加载时窗为11 ms时,模型的CPU计算时长低于1 h。采用Nahum尸体实验数据与仿真结果进行对比。仿真分析结果显示:成人头部撞击时撞击压与对撞压的形成规律同样适用于儿童头部碰撞。在7 900 N力作用下,尸体头部撞击侧最大压应力为140 kPa,对撞侧最大压应力为-60 kPa,而儿童头部的值分别为220.2 kPa和-135.2 kPa;在HIC值均为775的作用下,成人头部撞击侧和对撞侧最大压应力分别为140 kPa和-60 kPa,而儿童头部的值分别为160 kPa和-89 kPa。这表明,在相同作用力或HIC值下与成人相比,儿童头部更容易受到损伤。

汽车正碰后排假人胸压伤害原因分析和优化

某车型研发过程中,在开展正面碰撞气囊数据提取试验过程中,发现假人前移量大,后排女性假人胸部伤害得分偏低,未达到目标值.经过搭建仿真分析模型,进行滑台试验,查找出假人伤害得分低的主要原因是受后排座椅和安全带的影响.通过加固后排座椅、优化安全带插锁、变更安全带出带口导向环位置、使用预紧限力安全带,最终达到了性能目标.通过总结分析优化过程,将相关经验转化到设计过程中,指导新车型开发设计.