关键词:
模型文件
计算机技术
线性加速度
头顶部
加速度峰值
丰田公司
头部损伤
头部模型
摘要:
目的头部损伤在运动损伤中虽然占比较少但会造成严重后果,头盔能够显著降低运动员头部在碰撞过程中的线性加速度峰值,对保护头部具有重要作用。将计算机技术与头盔碰撞实验相结合,仿真分析佩戴与未佩戴头盔冲击地面情况下不同碰撞位置对头部模型的影响,为头盔的研发提供数据支撑,提升防护性能。方法采用了丰田公司开发的成人头部有限元模型HFEM,使用三维激光扫描仪对一款运动头盔进行扫描,将通过逆向建模修复好的模型文件导入到LS-DYNA中,,在佩戴和未佩戴头盔的情况下,使用头盔-头部有限元耦合模型顶部、后部及前部以8 m/s初速度垂直冲击地面。结果头顶部在佩戴和未佩戴头盔情况下受到的线性加速度分别为19.9、97.76 g,即佩戴头盔使头部顶部的线性加速度峰值下降了79.64%。头后部在两种情况下受到的线性加速度分别为15.5、96.94 g,下降了84.01%。头前部在两种情况下受到的线性加速度分别为14.11、109.18 g,下降了87.08%。结论对比佩戴和未佩戴头盔情况下头部不同位置受到的冲击响应,头盔的缓冲层有效吸收并分散了冲击能量,佩戴头盔时头部加速度明显降低,但它并不能完全消除头部受伤的风险,仍需不断优化头盔设计和提高公众对头盔防护重要性的认识。