护栏薄壁长杆贯穿胸部的损伤研究

为再现城市道路矩形隔离护栏与汽车碰撞时形成的薄壁长杆穿透驾驶员胸部的损伤机制和贯穿过程,采用医学软件Mimics与工程软件Hypermesh相结合,建立准确的人体胸部骨骼组织几何模型和有限元胸部生物力学模型,并运用LS-DYNA模拟仿真与计算;利用事故案例和医学案例验证仿真试验结果;类比子弹侵彻损伤效应分析护栏薄壁长杆贯穿人体胸部的损伤机制。结果表明:护栏薄壁长杆贯穿人体胸部前后肋骨发生断裂以及胸部其他处发生骨折情况,与医学案例和事故案例吻合较好;胸部贯穿损伤程度与薄壁长杆速度、稳定性以及质量因素有关;该试验可满足胸部贯穿伤医学研究需要。

汽车碰撞中护栏贯穿人体肝脏的损伤研究

汽车碰撞道路护栏导致的胸腹部肝脏损伤是最常见的事故损伤类型之一。为了分析城市道路护栏贯穿驾驶员人体肝脏组织产生损伤的相关因素,选取我国城市道路常见的矩形隔离护栏简化成薄壁长杆为例,根据前人在穿甲侵彻领域的动能杆高速侵彻问题的研究,利用高速长杆侵彻目标靶这一经典的弹靶系统损伤评估问题的基本概念、研究方法和理论模型,并将医学与工程软件相结合,建立起具有我国人体特征的肝脏及胸腹部骨骼贯穿有限元模型。运用软件LS-DYNA进行基于人体肝脏生物力学模型的薄壁长杆贯穿仿真模拟,并通过“动能杆碰撞损伤指标”分析出影响薄壁长杆贯穿肝脏及胸腹部骨骼产生损伤的相关因素。该仿真结果与医学案例和事故案例吻合较好,说明本文建立的贯穿人体肝脏的有限元模型的有效性。