颅脑撞击损伤头部有限元模型关键参数研究开题报告

1. 研究目的与意义

考察颅骨材料阻尼等参数对颅脑结构应力响应的影像，改进并验证一个基于人体解剖学结构的头颈部碰撞损伤有限元模型，增加颅骨和脑组织之间的脑脊液层（CSF），采用基于表面的流体建模方法,将脑脊液模拟成充满空腔的静压流体，改变其余头部各组织的材料属性为粘弹性材料，采用该模型进行一定速度下冲击器撞击仿真分析的数据进行分析验证。

通过这些改进，具有更高生物逼真度的有限元模型的仿真准确度将大幅度提高，在汽车碰撞事故模拟中有更好的压力响应，可用于研究在汽车碰撞事故中头颈部损伤生物力学问题。

2. 国内外研究现状分析

目前，研究头部生物力学响应的主要手段包括物理模型试验、动物模型试验、尸体模型试验。

虽然通过这些试验所得到的数据能直接通过外推法换算到人体，但在统计学意义上、数学意义上和试验技术上显示出一定的局限性。

随着计算机技术的不断发展，有限元模型逐渐成为了研究头部损伤生物力学的重要工具。

3. 研究的基本内容与计划

一 分析论文题目,对汽车碰撞事故人体损伤机理、头部生物力学响应以及建立头部有限元模型等相关资料进行研究探讨；二 学习使用abaqus软件，采用表面流体建模方法模拟其静液压流体腔，改变其余头部各组织的材料属性为粘弹性材料，采用该模型计算了颅内压力、最大von Mises应力和颅骨最大主应力；三 结合国内外的研究资料和文献,确定头颈部有限元模型的关键参数，通过改进优化部分参数的方法，使模型具有更高的仿真度；四 论文定案，完成毕业论文答辩。

4. 研究创新点

本论文在研究、借鉴大量的文献和资料的基础上，探讨了关于头部有限元模型主要参数的改进方向，通过增加颅骨和脑组织之间的脑脊液层（CSF），使修正后的模型更加逼真。

该成果更有利于研究汽车碰撞过程中头部损伤生物力学问题。