资源描述：
《维有限元头颅模型参数及边界条件研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、三维有限元头颅模型参数及边界条件研究一l94一基础研究?生物医学工程与II缶床2005年7月第9卷第4期BME&ClinMed,July2005.Vo1.9,No.4三维有限元头颅模型参数及边界条件研究何黎民,卢亦成,吴建国,刘平,丁祖泉,陈学强,王保华摘要:目的确定三维有限元模型材料阻尼参数,实现寰枕关节模拟.方法对不同材料阻尼参数下的模型进行冲击载荷加载,分析比较计算后不同材料阻尼下颅骨应力一时间曲线形态,确定模型采用的材料阻尼参数值.应用弹簧单元模拟寰枕关节,比较模拟前后,模型在冲击载
2、荷下颅骨应力,确定弹簧单元参数.结果不同颅骨材料阻尼条件下,额部冲击区域颅骨节点的yonMises应力曲线均无第2峰值,应力峰值随阻尼增大而逐渐降低,峰值出现时间后移,枕部颅骨节点应力曲线在冲击后期应力下降趋势更显着,在0.001—0.004之间颅骨应力曲线形态最佳.模拟寰枕关节,弹簧单元采用颅骨材料参数,在X,l,轴方向弹簧弹性系数10N/mm,Z轴方向的为20N/mm,颅骨应力曲线后期可下降.结论颅骨线弹性材料阻尼系数对模型颅骨应力响应有显着影响.模型脑组织应力主要受颅骨应力的影响.采用三维弹簧
3、单元模拟寰枕关节可降低模型颅骨应力,模拟寰枕关节对模型颅骨应力的影响较颅骨材料阻尼系数的影响小.关键词:有限元模型;头颅;材料参数;边界条件中图分类号:R68文献标识码:A文章编号:1009—7090(2005)04—0194—04StudyonparametricandboundaryconditionofthefmiteelementYi-chen~,wuJian—guo,LIUPing,DINGZu-quan2,CHENXue—qiang2,WANGBan—huaNeurosurgery,Ch
4、angzhengHospital,Shanghai200003,China;2.BioscienceandMedicalEngineeringUnivers,Shanghai200072,China)Correspondingauthor:.LUYi—cheng,E-maihlychengC~ublic7.sta.net.cnHELi—min,LU(J.DepartmentofAcademy,TonalAbstract:ObjectiveTostudymaterialdampingparameter
5、sandboundaryconditioninfiniteelementmodelofthehumanhead.MethodsInthethree—dimensionalhumanfiniteelementmodel,brain,skuHanddurawereassumedtobehomogeneousandisotropicmaterialwithlinearelasticbehavior.Aseriesofstructuraldampingparametersofskullandbrainwer
6、eadoptedtosimulateafrontalheadimpact.ThecalculatedresultsofyonMisesstressofskullandbrainwereobserved.Using2Dspringelements,theatlantooccipitaljointwassimulatedinthree—dimensionalspace.ResultsTherewerenosecondpeakintheyonMisesstresscurveofskull,whenskul
7、ldampingparameterWasdefined.ThehigherdampingparameterWasadopted,thelowerpeakvalueofskullyonMisesstresscurvewasobserved.Itispropertodefineskullstructuraldampingfactorbetween0.001and0.004.AftertheatlantooccipitaljointWassimulated,withdifferentelasticcoef
8、ficients(10ofspringelementindifferentdirections.10N/mminX-Ydirectionand20N/mminZdirection,theyonMisesstresscurveofskullbecamemoresmoothly.ConclusionsTheskulldampingparameterinfluencetheyonMisesstressofskullgreatly.Thechangeofbrmnstressc
