研究典型战斗头盔对爆炸冲击波致颅脑冲击伤的防护效能。首先开展了50 g TNT距有无头盔防护下头部模型1 m处爆炸的抗爆试验,采集了有无防护下头部前额、颅顶、颅后冲击波超压并进行了对比分析;建立了具有典型颅脑结构的头部有限元模型...研究典型战斗头盔对爆炸冲击波致颅脑冲击伤的防护效能。首先开展了50 g TNT距有无头盔防护下头部模型1 m处爆炸的抗爆试验,采集了有无防护下头部前额、颅顶、颅后冲击波超压并进行了对比分析;建立了具有典型颅脑结构的头部有限元模型并进行爆炸冲击波加载,对试验工况进行了仿真再现,通过试验结果验证了仿真模型有效性;同时利用数值仿真对不同工况下冲击波流场压力变化规律进行分析;进一步利用数值仿真研究了泡沫衬垫对头盔防护能力的影响。研究结果表明,典型战斗头盔可使前额空气超压衰减为无防护时的54.5%,但是会使颅后空气超压增强为无防护时的2.19倍,对颅后冲击波防护产生负面效果;头盔悬挂中泡沫衬垫能消弱头盔对颅后防护的负面效果,提高头盔对冲击波的防护能力。展开更多
目的通过收集CBCT影像数据,选取咽鼓管及部分鼓室腔重建咽鼓管三维数值模型,并应用AFM扫描纳米尺度下咽鼓管不同部位的表面形貌及弹性模量。从宏微观的角度对咽鼓管结构的生物力学特性进行分析,为咽鼓管功能的研究提供新的思路。方法收...目的通过收集CBCT影像数据,选取咽鼓管及部分鼓室腔重建咽鼓管三维数值模型,并应用AFM扫描纳米尺度下咽鼓管不同部位的表面形貌及弹性模量。从宏微观的角度对咽鼓管结构的生物力学特性进行分析,为咽鼓管功能的研究提供新的思路。方法收集5名志愿者的影像数据,利用Mimics、Geomagic得到光滑的三维模型,再导入ANSYS中对管腔气流场进行数值模拟及分析。应用小鼠咽鼓管组织,标记咽口、中段、鼓室口区域。在修剪、固定后利用AFM进行测定,每个区域取25个点,可获得75条力-位移曲线,将获得的实验数据导入MATLAB分析和处理。结果验证了气流流速随着咽鼓管横截面减小而增大,气流压力则相反;在近峡部中心气流流速达到最大值,气流压力则达到最小值。小鼠咽鼓管组织弹性模量:咽口3.77±0.78 k Pa,中段2.37±1.14 k Pa,鼓室口8.15±0.42 k Pa,鼓室口与咽口力学特性存在差异,中段值最小。结论重建了咽鼓管三维数值模型,分析其管腔内气流场及压力的变化,验证了咽鼓管在平衡中耳腔与外部气体压力的作用。利用AFM测量小鼠咽鼓管组织弹性模量,发现咽口较鼓室口偏小,从组织微观力学角度证明两者力学特性存在差异。应用数值模型结合AFM从宏微观的角度对咽鼓管功能的力学特性进行研究,为咽鼓管结构功能研究提供了新思路。展开更多
文摘研究典型战斗头盔对爆炸冲击波致颅脑冲击伤的防护效能。首先开展了50 g TNT距有无头盔防护下头部模型1 m处爆炸的抗爆试验,采集了有无防护下头部前额、颅顶、颅后冲击波超压并进行了对比分析;建立了具有典型颅脑结构的头部有限元模型并进行爆炸冲击波加载,对试验工况进行了仿真再现,通过试验结果验证了仿真模型有效性;同时利用数值仿真对不同工况下冲击波流场压力变化规律进行分析;进一步利用数值仿真研究了泡沫衬垫对头盔防护能力的影响。研究结果表明,典型战斗头盔可使前额空气超压衰减为无防护时的54.5%,但是会使颅后空气超压增强为无防护时的2.19倍,对颅后冲击波防护产生负面效果;头盔悬挂中泡沫衬垫能消弱头盔对颅后防护的负面效果,提高头盔对冲击波的防护能力。
文摘目的通过收集CBCT影像数据,选取咽鼓管及部分鼓室腔重建咽鼓管三维数值模型,并应用AFM扫描纳米尺度下咽鼓管不同部位的表面形貌及弹性模量。从宏微观的角度对咽鼓管结构的生物力学特性进行分析,为咽鼓管功能的研究提供新的思路。方法收集5名志愿者的影像数据,利用Mimics、Geomagic得到光滑的三维模型,再导入ANSYS中对管腔气流场进行数值模拟及分析。应用小鼠咽鼓管组织,标记咽口、中段、鼓室口区域。在修剪、固定后利用AFM进行测定,每个区域取25个点,可获得75条力-位移曲线,将获得的实验数据导入MATLAB分析和处理。结果验证了气流流速随着咽鼓管横截面减小而增大,气流压力则相反;在近峡部中心气流流速达到最大值,气流压力则达到最小值。小鼠咽鼓管组织弹性模量:咽口3.77±0.78 k Pa,中段2.37±1.14 k Pa,鼓室口8.15±0.42 k Pa,鼓室口与咽口力学特性存在差异,中段值最小。结论重建了咽鼓管三维数值模型,分析其管腔内气流场及压力的变化,验证了咽鼓管在平衡中耳腔与外部气体压力的作用。利用AFM测量小鼠咽鼓管组织弹性模量,发现咽口较鼓室口偏小,从组织微观力学角度证明两者力学特性存在差异。应用数值模型结合AFM从宏微观的角度对咽鼓管功能的力学特性进行研究,为咽鼓管结构功能研究提供了新思路。
