人下頜骨槍彈傷有限元仿真及致傷生物力學(xué)變化初步研究.pdf

1、無(wú)論戰(zhàn)時(shí)或平時(shí),頜面部火器傷研究始終是頜面部創(chuàng)傷研究中的重點(diǎn)問(wèn)題。槍彈傷損傷過(guò)程的動(dòng)態(tài)研究及生物力學(xué)分析一直是火器傷研究中的難點(diǎn),由于以往對(duì)于槍彈傷損傷過(guò)程的研究大多是以尸體、動(dòng)物或人工材料模型實(shí)驗(yàn)為主,難以精確分析槍彈傷的動(dòng)態(tài)損傷過(guò)程并進(jìn)行相關(guān)生物力學(xué)分析。
　　 有限元法(Finite Element Method,FEM)是當(dāng)今工程分析中獲得最廣泛應(yīng)用的數(shù)值計(jì)算方法,由于其通用性和有效性,并伴隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)和技術(shù)的快速發(fā)展

2、,現(xiàn)已成為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)和計(jì)算機(jī)輔助制作(CAM)的重要組成部分。
　　 本實(shí)驗(yàn)建立幾何外形高度相似的人下頜骨槍彈傷三維有限元模型,利用Mimics、LS-DYNA軟件動(dòng)態(tài)仿真人下頜骨槍彈傷致傷過(guò)程,探討有限元法在頜面部火器傷動(dòng)態(tài)模擬研究中的應(yīng)用價(jià)值。
　　 方法:
　　 將中國(guó)數(shù)字化可視人體下頜骨數(shù)據(jù)通過(guò)MIMICS軟件進(jìn)行三維實(shí)體重建,建立人下頜骨三維有限元模型,在LS-DYNA軟件中模擬7.62m

3、m彈丸以不同入射角度致傷下頜骨過(guò)程,分析致傷過(guò)程中下頜骨生物力學(xué)參數(shù)變化。
　　 結(jié)果:
　　 1.建立人下頜骨槍彈傷三維有限元模型。建立的人下頜骨槍彈傷三維有限元模型與實(shí)體標(biāo)本幾何形態(tài)一致,可以旋轉(zhuǎn)、縮放、切割,便于多角度觀(guān)察。共包括30497個(gè)單元(其中四面體:5927個(gè),五面體:78個(gè),六面體:23480個(gè)),164613個(gè)節(jié)點(diǎn),成功模擬不同入射角度7.62mm彈丸下頜骨的致傷過(guò)程;
　　 2.同一射擊條件

4、下下頜骨槍彈傷模型出口面積大于入口面積;
　　 3.子彈以90度、67.5度入射下頜角時(shí)下頜骨的最大應(yīng)力位于非撞擊側(cè)的下頜角內(nèi)側(cè)面,而子彈以45度入射下頜角時(shí)下頜骨的最大應(yīng)力位于撞擊側(cè)的下頜角外側(cè)面;
　　 4.下頜骨損傷過(guò)程中應(yīng)力主要集中在下頜角、下頜骨體部、頦部,髁狀突頸部。
　　 結(jié)論:有限元仿真可動(dòng)態(tài)模擬人下頜骨彈丸致傷過(guò)程,人下頜骨槍彈傷的生物力學(xué)特點(diǎn)是應(yīng)力波造成各部分應(yīng)力改變會(huì)在下頜角、下頜骨體部、頦