在ECE R129实验条件下Q3和THUMS 3YO有限元模型的响应差异分析

研究3岁儿童乘员模型的差异性对儿童安全约束系统(CRS)防护性能评价的影响,基于ECE R129法规正面台车碰撞试验方法,采用Q3儿童假人和THUMS 3YO儿童人体有限元模型,建立不同类型的儿童约束系统(CRS)约束的正面碰撞台车试验仿真模型。对比分析了Q3和THUMS3YO有限元模型的运动学响应以及头部、颈部和胸部损伤物理参数。结果表明:在前护板式CRS中,Q3绕前护板向上翻转运动,THUMS 3YO整体呈下潜运动。在相同CRS约束条件下,THUMS 3YO模型在颈部弯曲角度、胸部压缩量和胸部合成加速度均大于Q3。结果表明:相比于Q3模型,THUMS 3YO的颈部与胸部更具有柔韧性,生物逼真度更高。本研究可为儿童假人的发展提供依据。

正碰下6岁儿童乘员的胸部运动学方程与损伤风险分析

为厘清正面碰撞中6岁儿童乘员胸部损伤机理,基于ECE R129法规,选取某款儿童约束系统(CRS),对比Hybrid Ⅲ 6YO假人模型与THUMS 6YO人体有限元模型在正面碰撞中的运动学响应与损伤指标的差异;用Hybrid Ⅲ 6YO假人模型,建立胸部动力学方程,分析正碰中内外力对胸部加速度的影响;对THUMS 6YO人体有限元模型的肋骨、心脏和肺部的应变进行分析,得出儿童乘员的胸部损伤风险。结果表明:Hybrid Ⅲ 6YO假人模型所受到的颈部力与安全的肩带力对胸部加速度的影响较大。THUMS 6YO人体有限元模型的胸部质心合成加速度52.1g,Hybrid Ⅲ 6YO假人模型的加速度38.8g,两者均低于法规规定的参考数值。

基于医学图像重建三维模型的拓扑优化设计与制造

近年来,随着计算机科学的飞速发展,医学图像三维重建领域得到了越来越多专家学者的关注。基于此,本文提出了一种创新的基于医学图像重建三维模型的优化设计与制造方法。首先讨论了两种主要的三维重建技术,并基于重建模型,使用有限元软件进行拓扑优化设计,随之产生变密度分布的栅格结构。最后使用3D打印机制造具有变密度栅格结构的人体骨骼假体,从而进一步验证了基于拓扑优化的变密度栅格结构人体骨骼模型设计的可行性。