面向交通事故的汽车碰撞人体损伤生物力学研究

来源: 作者: 点击数: 日期:2019-04-13

针对真实交通事故环境下乘员的碰撞损伤和安全防护问题,团队马正伟博士参与开发了具有精细人体解剖学结构和生物力学特性的50百分位中国男性乘员有限元模型(图1所示),并通过数值仿真的方法研究研究不同事故条件下人体各部位的损伤机理。团队马正伟博士主持广东省普通高校青年创新人才项目:“基于典型交通事故重构和生物力学有限元的乘员胸部损伤机理研究(2016KQNCX145)”。该项目利用50百分位中国男性乘员生物力学模型,开展了多种典型侧面碰撞事故条件下的碰撞仿真,研究了侧面碰撞乘员胸部的损伤机理(图2-3)。

           

图(a)乘员整体生物力学模型  图(b)乘员头部生物力学模型

图(c)乘员躯干生物力学模型

图1 中国男性50百分位乘员生物力学模型

                               

图2 侧面碰撞事故等效仿真      图3侧面碰撞乘员胸部损伤

团队马正伟博士主持广东省自然科学基金项目:“基于交通事故重建和参数化有限元的侧面碰撞乘员主动脉致伤机理研究(2018A030310523)”。该项目对人体生物力学模型的胸部细节组织,特别是胸部心脏-主动脉系统的流固耦合以及材料特性模拟方面进行了进一步的改进(图4)。基于新改进的模型研究了不同材料本构模型下乘员主动脉系统的模拟精度以及不同角度侧面碰撞条件下乘员胸部主动脉破裂的损伤机理(图5)。

        

   图(a)模型胸部组织器官        图(b) 模型胸部心脏-主动脉系统

图4模胸部型改进

图5 侧面碰撞胸部和主动脉损伤仿真研究