爆炸冲击波对人体胸部创伤机理的有限元方法研究

周杰; 陶钢; 潘保青; 张洪伟

doi:10.11883/1001-1455(2013)03-0315-06

爆炸冲击波对人体胸部创伤机理的有限元方法研究

doi: 10.11883/1001-1455(2013)03-0315-06

1.
南京理工大学能源与动力工程学院,江苏南京210094;
2.
北京跟踪与通信技术研究所,北京100000

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出版历程
- 刊出日期: 2013-05-25

Mechanismofblasttraumatohumanthorax:Afiniteelementstudy

1.
SchoolofEnergyandPowerEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,
2.
Nanjing 210094,Jiangsu,China;

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Corresponding author: ZhouJie

摘要

摘要: 通过建立简化的人体胸部三维有限元模型,模拟爆炸冲击波与人体胸部作用,根据人体胸部各个器官的不同,选择合理的材料模型和参数,提出LS-DYNA有限元程序局部平面波改进方法,研究爆炸冲击波与人体胸部作用的力学过程。依据人体胸部各个器官运动的速度差,预测创伤的区域分布;给出肺模型的压、拉应力及剪切应力的变化规律,分析肺的创伤区域的分布,与解剖实验结果基本一致。对比Bowen创伤曲线,证明人体胸部三维有限元模型可以有效得到冲击波创伤特征。
- 爆炸力学 /
- 爆炸创伤 /
- 有限元方法 /
- 人体胸部 /
- 流固耦合
Abstract: Asimplifiedthree-dimensionalfiniteelementmodelforhumanthoraxeswasestablishedand thepropermaterialmodelsandparameterswereselectedforthedifferentthoraxorgans.Themechanicalinteractionoftheblastwavesandthethoraxwasexploredbytheself- developedlocal-planewave methodbasedonLS-DYNA.Accordingtothespeeddifferencesbetweenthedifferentorgans,the traumadistributionswerepredicted.Thetraumadistributionsofthelungorganswereanalyzedwith theaidofthevariationsofcompressive,tensileandshearstressesinthelungmodel.Thesimulated resultsareconsistentwiththeanatomyexperimentalresultsandthecalculatedresultsbytheInjury code.Sothemethodproposediseffectiveandprecisetosimulatethetraumacharacteristicsofhuman thoraxessubjectedtoblastshockwavesanditcanprovideaneffectiveapproachtotheresearcheson theblasttrauma.