收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

人头部力锤试验的生物力学研究及有限元模型的建立

陈兴武  
【摘要】:目的:颅脑损伤是临床医学救治和法医学损伤鉴定中排在首位的重要内容,在对颅脑损伤机理的研究中,特别是涉及法医鉴定问题的一些研究内容,一直是法医损伤学中殛待解决的问题,对颅脑损伤机理的深入地研究,有可能为复杂情况下的法医颅脑损伤鉴定,提供举足轻重的重要信息。本课题通过对人体头部力锤冲击试验,了解头部对冲击作用响应的生物力学特性,同时为验证头部有限元模型的有效性打下基础;通过建立头部三维有限元模型及模拟验证,将CAE(Computed Aided Engineering)技术引入法医学损伤机制的研究和法医学鉴定的应用。 方法: 1、力锤冲击试验中采用的模型为9具防腐的尸体和3个骨性头颅,利用带有力传感器的锤对头部进行冲击试验,通过放大信号,由示波器记录接触作用时的响应力—时间曲线,改变冲击锤的质地、冲击速度、质量、锤头面积等,记录响应曲线。加大冲击力度,记录发生的头皮挫裂及颅骨骨折。 2、通过对头部进行高精度CT扫描,得到断层图像,应用MIMICS软件进行三维重建,经光滑处理,导入ANSYS 7.0的LS-DYNA模块,并在颅腔中生成填充部分作为脑,经网格化处理得到三维有限元模型,接着进行头部受锤击的力学仿真试验,观察颅脑各部的应力变化,验证模型的有效性。 结果: 1、过力锤冲击试验,获得了人头部在不同情况下以下表现:①对钝物主动冲击的接触力响应曲线;②小面积钝物冲击作用下各部位承受最大力的近似值;③证实了在冲击速度相同(或相近)情况下,头皮对冲击力缓冲效应;并发现④当冲击锤的锤头面积变大时,头部结构能承受的最大力增大;⑤假设并在人体模型上证明了“带阻尼的弹簧振子”的力学 效果在撞击接触过程中的表现;⑥验证了保存数年的骨性头颅与新鲜尸 体头颅标本在受冲击时的力学差异。 2、立了人头部三维有限元模型,并验证了模型的有效性。即通过对头部 锤击试验的三维力学仿真,验证了力学仿真情况下的接触时间与锤击试验 的实际时间相近;观察了对冲伤发生的部位和时间,并证实了上述结果与 光弹模型冲击试验结果一致;通过对冲击过程的应力观察,发现了颅骨的 应力集中区与平时发生骨折的方向一致,从上述三个方面验证了模型一定 程度上的有效性。 结论: 1、通过力锤冲击试验和三维有限元模型的建立,获得了人头部不同情况 下对主动冲击钝物的接触力响应特点,其中包括对接触作用有表征意义的 作用时间范围;得到了人头部在小面积钝物的冲击作用下各部位能承受的 最大力的近似值;测试头皮对冲击力的缓冲效能;利用试验得到的数据, 假设并验证了在接触的过程中,作用于头部的钝物与头部组成的系统相当 于带有强阻尼的弹簧振子。上述结果揭示了部分颅脑损伤的机制的问题。 同时,获得的结果和数据也为具有模拟损伤过程作用的有限元模型建立提 供了参数。 2、建立了头部的三维有限元模型并证明其对颅脑损伤的模拟在一定程度上 有效。同时,对额正中受锤击的过程进行的模拟,为今后进行颅脑损伤的 力学仿真和机理研究奠定了基础,为丰富“数据化物理人”提供了参考参 数。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;《法医学杂志》编辑委员会名单[J];法医学杂志;1990年01期
2 张力,张武扬,范决;法医学计算机辅助教学系统的应用[J];中国法医学杂志;1994年02期
3 李树山;4例活埋致死的法医学鉴定[J];法医学杂志;1997年02期
4 侯一平;我国高等法医学教育的特色[J];中国高等医学教育;1999年06期
5 ;中国法医学会代销法医学参考书[J];中国法医学杂志;2003年06期
6 巴华杰;林子清;陈建旭;李旭鹏;;SCGE技术的发展及其在法医学中的应用[J];广东公安科技;2005年04期
7 郑晶;陆惠玲;陈森;;月经血鉴定与基质金属蛋白酶-11[J];中山大学研究生学刊(自然科学、医学版);2005年03期
8 康伟;段影影;林志昭;;法医学CAI实施方法探讨[J];山西医科大学学报(基础医学教育版);2005年01期
9 郑晶;陆惠玲;陈森;;月经血鉴定与基质金属蛋白酶-11[J];法医学杂志;2006年01期
10 谭秋丰;高淑红;黄飞骏;;体视学技术在医学影像学中的应用及其法医学价值[J];法律与医学杂志;2006年03期
11 景强;刘德华;聂胜洁;许冰莹;胡利萍;;短串联重复子DNA多态性及其法医学应用研究[J];医学研究杂志;2006年09期
12 杨永平;;13例伪装性杀人案件法医学鉴定的回顾性分析[J];中国法医学杂志;2006年S1期
13 方博;崔晓光;吴锡福;;一例火灾现场的法医学勘验分析[J];广东公安科技;2006年03期
14 周洋;黄平;;焦磷酸测序在法医学中的应用及其评价[J];证据科学;2007年Z1期
15 刘雅芳;程伟;;论中国古代中医学与法医学之隔阂与关联[J];中医药信息;2008年05期
16 科林·埃文斯;毕小青;;《证据:历史上最具争议的法医学案例》连载之三(下) 澳大利亚的法医学噩梦[J];民主与法制;2008年04期
17 郭娟宁;尚万兵;樊爱英;;医疗纠纷84例法医尸检分析[J];医学信息(内·外科版);2009年05期
18 张馨元;刘技辉;刘鹏;张彪;;骨纤维异常增殖症合并病理性骨折1例[J];法医学杂志;2009年04期
19 黄瑞亭;陈新山;;对《洗冤集录》中特殊方式窒息死亡论述的探讨[J];中国法医学杂志;2010年06期
20 常月锋;李延柠;张国徽;魏会平;;剖胸探查术后评定重伤1例[J];河北北方学院学报(医学版);2010年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 罗涛;贺世辉;郝生华;郝维兴;;残疾人肢体伤残评定的法医学探讨[A];中国法医学会法医临床学学术研讨会论文集[C];2003年
2 骞润宇;;1起杀人碎尸案的法医学现场勘查与分析[A];全国第七次法医学术交流会论文摘要集[C];2004年
3 位在久;;对12例外伤性硬膜下积液的法医学鉴定分析[A];第五次全国法医学术交流会论文集[C];1996年
4 刘洛娜;;现代教育技术在《法医学》实验教学改革中的地位[A];中国法医学会法医临床学学术研讨会论文集[C];2002年
5 孙波;但映红;肖苏琦;袁洪明;段兵;张晔;;对保外就医法医学审查程序规则的探讨[A];中国法医学会法医临床学学术研讨会论文集[C];2003年
6 邹积敏;丁百林;;法医学物证在一起命案侦破工作中的成功运用[A];中国法医学会全国第十一次法医临床学学术研讨会论文集[C];2008年
7 张霁;侯一平;吴瑾;李英碧;廖林川;王玉芳;魏玉峰;;中国人群9号染色体10个STR基因座的遗传多态性及其在法医学中的应用[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(上册)[C];2001年
8 黄瑞亭;;论法医学鉴定标准中儿童概念及其年龄界定[A];第五次全国法医学术交流会论文集[C];1996年
9 于水深;;试析手功能评定标准的法医学价值[A];中国法医学会法医临床学学术研讨会论文集[C];2003年
10 李海燕;袁自闯;唐振亚;;广东省法医学DNA数据库的现状及思考[A];第二届全国法医DNA检验技术研讨会论文专辑[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘耀升;下腰椎退变多因素有限元分析[D];浙江大学;2007年
2 赵启林;力学仿真中的应变软化问题数模分析与神经计算力学研究[D];河海大学;2001年
3 冀强;Y染色体STR复合扩增及法医学可行性研究[D];四川大学;2003年
4 鲍安红;粘贴加固混凝土梁的剥离研究[D];重庆大学;2005年
5 潘洪富;人死后玻璃体液化学成分含量改变与死亡时间关系的研究[D];四川大学;2005年
6 左治江;环件冷辗扩变形规律和工艺模拟研究[D];武汉理工大学;2006年
7 范志会;基于弹性大变形余能原理的有限元法研究[D];北京交通大学;2007年
8 宫毅;血流动力学在兔腹主动脉瘤形成过程中的作用[D];中南大学;2007年
9 杨永海;新型冲击式液压桩锤系统设计及仿真研究[D];吉林大学;2008年
10 王晓林;聚醚醚酮超声热—形变规律及焊接工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 陈兴武;人头部力锤试验的生物力学研究及有限元模型的建立[D];第一军医大学;2004年
2 陈玉发;铝合金车轮的有限元分析与疲劳寿命预测[D];南京理工大学;2008年
3 杨晓文;滚筒式洗衣机的振动模态分析[D];上海交通大学;2006年
4 赵雅丽;大跨度钢管混凝土拱桥的地震响应分析[D];浙江大学;2005年
5 王文志;专用有限元分析软件的开发与应用[D];北方工业大学;2005年
6 王彦超;大跨预应力混凝土楼盖结构性能研究[D];郑州大学;2005年
7 刘强;一种新型结构开关磁阻电机电磁场的有限元分析及起动性能研究[D];江苏大学;2005年
8 张桃旺;板料拉深过程中的摩擦模型及其有限元模拟研究[D];南昌大学;2005年
9 张海龙;钢筋混凝土结构极限承载力分析的非线性有限元法[D];长安大学;2005年
10 彭惠芬;潜油电泵轴的可靠性分析与设计[D];大庆石油学院;2006年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张荣忠;美国法医学中的现代科技[N];人民公安报;2011年
2 叶红兵 记者 谢松;南昌市法医学会成立[N];南昌日报;2009年
3 国家海洋局北海环境监测中心 高振会;环境法医学向我们走来[N];中国海洋报;2007年
4 陈继明;法医学家姜先华断记[N];科技日报;2003年
5 全国首批检察业务专家江苏省检察院主任法医师 顾晓生;命案法医学证据审查要点[N];检察日报;2008年
6 记者 王秋蓉;保护海洋环境 关注人类未来[N];中国海洋报;2008年
7 通讯员 曾勇 贾建长;教书育人卅二载 桃李神州誉自来[N];组织人事报;2008年
8 马竞曹天健;丛斌:让法医学与法学碰撞出耀眼火花[N];法制日报;2007年
9 杜文戈;从“鞋带上吊”质疑看个别律师知识缺陷[N];检察日报;2009年
10 邓新建;伍新尧:科研人生铸就法医学丰碑[N];法制日报;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978