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汽车碰撞事故中颅脑损伤非线性有限元
建模与验证
肖峰 1,金琪 2,李晨曦 1,丁俊杰 1,贾雲然 1
2026, 51(1):
17-24.
DOI: 10.16638/j.cnki.1671-7988.2026.001.003
汽车碰撞事故中颅脑损伤(TBI)的精确预测是车辆安全设计与损伤生物力学研究的关
键。现有头部有限元模型(FEHM)因脑组织本构关系简化导致预测精度不足,制约了其在
汽车安全开发中的应用。文章基于Nahum 经典尸体实验数据,构建了改进的颅脑碰撞非线性
有限元模型,引入 Mooney-Rivlin 超弹性本构表征大脑、小脑及脑组织,并采用自适应网格技
术优化模型精度。通过 ABAQUS 仿真再现 9 .94 m/s 额部碰撞工况,在碰撞侧、对侧、上枕及
下枕四个典型位置测点的颅内压力峰值与 Nahum 尸体实验数据高度吻合,且峰值出现时间同
步性良好。与线性黏弹性模型对比表明,超弹性模型预测精度提升 15%~20%,并有效消除
了压力振荡现象。该模型为汽车碰撞安全设计、头部损伤准则优化及虚拟试验验证提供了高
生物逼真度的仿真工具,对提升驾乘人员与行人保护具有工程应用价值。
参考文献 |
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