行人在汽車碰撞事故中下肢骨折的有限元仿真研究.pdf

1、在車輛交通碰撞事故中，行人因為沒有保護(hù)而具有高度的損傷風(fēng)險。通常行人下肢是傷害風(fēng)險最高的部位之一。為了減少行人在碰撞事故中下肢的損傷風(fēng)險，本文采用有限元分析的方法，研究了行人下肢的碰撞生物力學(xué)響應(yīng)和損傷機(jī)理，并模擬分析預(yù)測了下肢的骨折風(fēng)險，研究結(jié)果可為改進(jìn)車輛保險杠系統(tǒng)的安全性能提供依據(jù)。 行人下肢有限元模型根據(jù)人體下肢的解剖學(xué)結(jié)構(gòu)建立。模型由骨骼組織和韌帶組織構(gòu)成。其中，有較大骨折風(fēng)險的長骨包括股骨、脛骨和腓骨用實體單元建模以

2、獲得較好的力學(xué)響應(yīng)特性。其他部分如足骨等由殼單元和彈簧-阻尼單元構(gòu)成。 本文中采用了LS-DYNA仿真軟件，在已有的行人下肢模型(HBM-lowerlimb)的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。模型的有效性通過模擬脛骨的彎曲實驗和下肢的剪切與彎曲實驗，并比照相同條件下的生物試驗結(jié)果驗證。通過運用本模型，模擬了不同的高度的沖擊載荷時下肢的生物力學(xué)響應(yīng)和骨折情況，并通過比較不同載荷條件下下肢的力學(xué)響應(yīng)，分析了碰撞位置等參數(shù)與下肢損傷之間的聯(lián)系。