头部撞击损伤的有限元模型建立

根据人体头部的螺旋CT医学影像,利用图像边界分割、各层图像之间的影像配准以及三维重建技术建立了头部几何模型,然后运用NURBS曲面片的构造算法将三角面片转换为四边形面片,最后利用TrueGrid软件对颅脑几何模型进行网格划分,同时进行适当的网格修补,从而建立了人体头部有限元模型。根据碰撞过程中的能量守恒,验证了模型的可靠性。本模型可用于汽车交通事故中头部损伤的生物力学研究以及为开发相应的汽车安全防护装置提供理论依据。     

6岁儿童股骨有限元模型的建立及股骨颈损伤的仿真分析

基于6岁儿童解剖学结构,对其下肢的CT扫描数据进行三维几何重构,并利用有限元的建模技术建立6岁儿童股骨的三维有限元模型．通过加载弯矩的仿真实验,模拟交通事故中儿童跌倒状态下的股骨受力情况以及所引起的股骨颈骨折．研究结果表明：6岁儿童在交通事故中跌倒瞬时产生较大的股骨与地面接触力,股骨颈外侧应力最大,易出现骨折现象．仿真结果与以往实验结论相符合并与医学结论吻合,从而验证了模型有效．建立的6岁儿童股骨三维有限元模型可以为跌倒所引起的股骨颈骨折损伤生物力学响应提供理论依据．     

汽车碰撞仿真技术中人体有限元模型的研究进展

回顾了国内外汽车碰撞仿真中有限元人体模型的研究进展,分析了各种研究存在的缺陷或不足,探讨了类人有限元模型(Finite Element Human Model)取代现有假人有限元模型(Finite Element Dummy Model)的可行性和技术方案,最后展望了开展类人有限元模型(Finite Element Human Model)研究的难点和可能形成的新的研究方向。     

行人头部与发动机罩碰撞的动力学分析

用限元分析软件MSC．Patran／Dytran建立了行人头部与发动机罩板碰撞的有限元模型，分析了其碰撞过程的动力学响应，并对其结果进行讨论，得出了影响头部损伤的各种因素，为改善行人头部一发动机罩碰撞问题提供了参考．     

行人头部与发动机罩碰撞的动力学分析

用限元分析软件MSC.Patran/Dytran建立了行人头部与发动机罩板碰撞的有限元模型,分析了其碰撞过程的动力学响应,并对其结果进行讨论,得出了影响头部损伤的各种因素,为改善行人头部-发动机罩碰撞问题提供了参考.     

框架结构基准有限元模型的理论及试验

讨论了框架结构基准有限元动力分析模型,给出了基于振动试验结果建立钢结构框架基准有限元模型的步骤.首先讨论了优化算法的基本原理,随后介绍了优化算法中的两种基本算法,零阶算法和-阶算法,最后通过一个钢结构框架的实例,验证了基于优化算法建立有限元基准模型的有效性.经振动试验结果验证的框架结构有限元基准模型,反映了框架结构的真实动力行为,可作为该框架结构各种复杂响应分析、健康监测以及损伤识别的基准.     

某乘用车正面碰撞性能分析及结构优化

在有限元软件Hypermesh中建立了某乘用车有限元模型,利用LS-DYNA有限元软件对某轿车进行了100%的正面碰撞仿真分析。以降低碰撞中B柱加速度及前围侵入量为优化目标,对其主要吸能部件进行了结构改进,使该型车碰撞性能得到了提升。     

人体股骨有限元模型的建立及静力学分析

股骨作为人体最大最粗的长骨具有典型生理意义,有着重要的研究价值。应用逆向工程原理,通过采集人体股骨CT图像数据,运用医学三维软件Mimics来重建人体股骨模型。对该模型进行后处理,能够快速得到比较理想的三维股骨有限元模型,并对其进行有限元分析,数据和结论可以为股骨手术医师提供一些理论上的指导,同时进一步加深了对股骨生物力学的认识。     

有限元分析抽象模型的建立及网格化

提出了有限元分析抽象模型的概念，并给出了建立抽象模型的自动分割算法，“特殊内环”的引入使网络单元边与属性边的“交叉”现象得以避免，完全实现了基于抽象模型的二维有限元网络全自动生成，从而使有限元的全自动建模成为现实。     

汽车-行人碰撞中人体下肢骨折的有限元分析

改进了人体下肢有限元模型,这个模型包括骨盆、股骨、髌骨、胫骨、腓骨、足骨,以及主要的肌腱、膝关节囊、半月板和韧带.整个模型采用实体单元,壳单元和线性弹簧阻尼单元模拟骨骼和软组织.比较实验与仿真中下肢的动力学响应参数与损伤分布,仿真模型的动力学响应参数与损伤分布与实验吻合较好.应用多体动力学系统(MBS)与已验证的下肢模...     

汽车侧面碰撞乘员骨盆生物力学模型建立及分析

为了研究碰撞过程中骨盆的生物力学响应和损伤机理,构建了一个基于50百分位中国男性CT影像的骨盆三维有限元模型。模型采用Guillemot实验和Salzar实验进行仿生可靠性验证,并比较了皮质骨分别采用六面体单元和壳单元模拟时模型的准确性。结果表明:两者均能有效地预测骨盆的碰撞响应和损伤,但皮质骨采用六面体单元模拟时,与试验结果具有更好的一致性。此外,通过与同等条件下女性骨盆碰撞仿真及试验结果的对比分析,发现男女骨盆由于几何形状以及外部尺寸差异,导致两者在碰撞条件下抵抗变形的能力不同。     

节理岩体损伤模型有限元分析

将岩体中固有的初始节理损伤考虑成宏观损伤场，通过引入损伤张量模拟岩体的多裂隙性。损伤张量由节理组的实测数据确定，并引入有效应力来计算节理岩体的力学效应。编制了损伤模型的平面非线性有限元程序，并采用损伤模型和常规有限元模型的有限元程序对某矿山边坡进行对比计算分析。结果表明，损伤模型有限元解析能反映节理岩体的各向异性。     

颅脑撞击损伤的三维有限元模型

通过一系列有效的简化和假设,建立颅脑的三维有限元模型,研究运动着的颅脑撞到静止物上时脑内响应,即颅脑减速损伤.得到了脑区的应力云图,清晰地反应出脑组织内的应力波传播和扩散过程,验证了当头部受到减速撞击时,损伤不仅仅发生在受撞击的局部,且会在应力波的传播方向发生更为严重、更为广泛的对冲性损伤.结果与已有文献及临床医学相符.     

钝性碰撞中人体肝脏生物力学响应数值分析

交通事故导致的肝脏损伤是最常见也是致死率最高的损伤类型之一。为了深入分析钝性碰撞中肝脏生物力学响应及相关物理参数,基于具有中国五十百分位男性尺寸的CT建立了具有较高仿真度的肝脏模型,并在满足精度条件下,在肝脏周围建立了简化的内脏器官模型,与自主研发验证的头颈部、胸廓和四肢有限元模型相结合,形成一个完整的人体坐姿有限元模型。参考经典胸腹部钝性撞击试验,分别进行了正面、左斜侧、右斜侧方向上低速(3.8~4.0m/s)、中速(5.2~5.5m/s)、高速(6.7~7.33m/s)等共10组仿真计算,得到了肝脏动力学响应和损伤风险较高位置的压力分布特点。同时研究了不同碰撞方向对肝脏力学响应结果与胸部响应指标相关性的影响,结果表明,各胸部响应指标与肝脏损伤程度(用应力、应变峰值表示)的相关性随加载条件的差异而发生变化,采用单一胸部响应指标预测所有加载工况下肝脏损伤情况的做法是值得商榷的。     

微车正面碰撞建模与仿真分析

为分析微车前部构件的耐撞性,根据碰撞仿真理论,建立了基于求解器LSDYNA的微车正面刚性墙碰撞有限元模型,对微车正面碰撞过程进行仿真计算,并将仿真结果与真实试验结果进行对比,验证仿真模型的有效性。通过分析前纵梁和前围板的变形及吸能情况,可知前围板变形在可接受的范围内,前纵梁变形吸能情况不理想,需要进一步优化。     

车辆前部结构对行人头部伤害影响的仿真分析

通过计算机仿真模型再现了行人与汽车发生碰撞事故的情况。分析了当行人头部与汽车发动机罩上表面发生碰撞时,汽车前部结构参数对相对碰撞速度的影响。结果表明:发动机罩前缘高度对相对碰撞速度有高度显著(α=0.01)影响;保险杠中心高与发动机罩前缘高的交互作用对相对碰撞速度有显著影响(α=0.05);而保险杠中心高、保险杠上下缘高度差、发动机罩倾角以及这些因素的交互作用等对相对碰撞速度几乎没有影响。     

三维Shepp-Logan头部模型仿真投影数据的计算

为了验证三维重建算法的可靠性和准确性 ,提出以 3DShepp Logan头部模型作为三维医学图像重建领域进行仿真实验和算法性能评测的基本参考模型 ,详细介绍了模型的设计与实现以及仿真投影数据的计算 ,并基于 3DShepp Logan头部模型的三维医学图像重建进行了仿真实验 ,实验结果证明了新思路的可行性和模型计算的准确性     

板带钢头部翘曲的有限元分析

为了减轻轧件头部翘曲给轧制过程带来的影响,根据现场轧制工艺,采用弹塑性有限元法建立了三维非对称轧制有限元模型。利用该模型分析热轧板带钢生产过程中轧件头部翘曲的产生机理,并研究了不同轧制工艺下的辊速比、上下表面温差、不同摩擦系数对轧件头部翘曲的影响规律。结果表明,随着压下量的增大,轧件头部翘曲量的增大趋势减缓,采用不同的配辊方案（异径比）可控制其头部翘曲的现象。     

汽车保险杠参数对人体腿部损伤程度的影响

根据汽车与行人侧向碰撞时人体腿和膝关节部位的生物力学特性以及计算机模拟碰撞结果,以腿部仿形器为模拟对象,应用有限元法定性、定量地分析了保险杠高度及形状等因素对人体腿及膝关节损伤程度的影响。分析结果表明,对于一定形状的保险杠,当碰撞位置接近膝关节中心时,将会增加膝关节的剪切变形、弯曲变形和损伤程度;当碰撞位置在胫骨质心以下时,将会增加腿及膝关节遭受"二次碰撞"而造成严重损伤的可能性。本文的研究和分析结果对于探讨如何从汽车设计角度最大限度地减轻行人被汽车碰撞造成的损伤程度有一定的参考价值。     

基于LS-DYNA的微型客车正面碰撞分析

在CAD模型的基础上采用HyperMesh软件建立了某微型客车的有限元分析模型.在LS-DYNA环境下,对整车进行了正面碰撞的非线性仿真,得到了碰撞时相关参数,并对该车在碰撞过程中主要吸能部件进行了分析,最后通过实车碰撞验证了仿真结果的正确性.通过仿真和实车碰撞结果表明:利用有限元分析对于汽车正面碰撞仿真是有效的.