一个反向分析程序用于表征同质的头骨模型,用于预测爆炸诱导的大脑反应
1School of Aerospace Engineering and Applied Mechanics, Tongji University, Shanghai, China.
Computer methods in biomechanics and biomedical engineering
|January 18, 2024
概括
标准的同质头骨模型不准确地预测了爆炸反应. 使用反向分析的改进模型显著减少了在爆炸事件期间计算大脑压力的错误.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算力学 计算力学 计算力学
- 神经科学是一个神经科学.
背景情况:
- 头骨/大脑组件通常被简化为同质外 (HMS) /核心结构.
- 现有的HMS头骨模型,来自三点曲试验,可能无法准确地代表复杂的爆炸反应.
研究的目的:
- 评估传统的HMS头骨模型在预测爆炸反应中的准确性.
- 开发和验证一个修改的HMS头骨模型,以改进爆炸响应分析.
主要方法:
- 用有限元建模计算球形外/核心结构的爆炸反应.
- 一个三层三明治 (TLS) 贝模型代表了头骨.
- 采用反向分析程序来开发一个修改的HMS头骨模型.
主要成果:
- 传统的HMS模型在预测核心 (大脑) 压力时显示出显著的错误 (高达~30%).
- 通过反向分析开发的修改后的HMS模型将核心压力的平均误差降低到7%左右.
- 传统的HMS方法中的模型参数被高估了60%左右.
结论:
- 三点曲试验方法不足以创建有效的HMS头骨模型用于爆炸反应分析.
- 反向分析程序为开发HMS头骨模型提供了更准确的方法.
- 修改后的HMS模型提供了一个更可靠的代表头骨/大脑组件对强力负荷的反应.
