汽车碰撞事故中人体头部损伤有限元模型的研究*

羊 玢,范李晖,胡 敏,汤 勇,肖 峰,王 娟,曹立波, Lee Heow Pueh

(1.南京林业大学汽车与交通工程学院，南京 210037； 2.湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082； 3.新加坡国立大学机械工程系，新加坡 117576)

2016027

汽车碰撞事故中人体头部损伤有限元模型的研究*

羊 玢1,2,3,范李晖1,胡 敏1,汤 勇1,肖 峰1,王 娟1,曹立波2, Lee Heow Pueh3

(1.南京林业大学汽车与交通工程学院，南京 210037； 2.湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082； 3.新加坡国立大学机械工程系，新加坡 117576)

在某文献建立的头部碰撞损伤有限元模型的基础上，增加颅骨和脑组织之间的脑脊液层，采用表面流体建模方法模拟其静液压流体腔，赋予头部各组织黏弹性材料特性，建立了改进模型，并与基准模型进行对比仿真。结果表明，修正后的改进模型具有较好的生物逼真度，在汽车碰撞事故模拟中有更好的压力响应，与修正前的基准模型相比，颅骨最大主应力增加了44%，主要与脑组织材料特性的改变有关；脑组织的最大von Mises应力增加了18%，主要与脑脊液材料特性的改变有关。通过与另一文献实验结果的对比，验证了研究结果的正确性。

头部有限元模型；头部碰撞损伤；脑脊液；黏弹性材料

前言

汽车交通事故中头部损伤是最为常见的损伤类型之一，也是造成重伤或者死亡的主要原因。在美国，头部损伤占所有损伤造成死亡中的68%，占所有交通损伤的50%，大部分头颈部损伤的受害者年龄在16～45岁之间[1]。据统计，全球15%的交通事故发生在中国，每年因交通事故而丧生者达10万人之多，另有几百万由于交通事故而致伤[2]。……