中文摘要：

头部损伤是汽车交通事故中最为常见的损伤形式,也是造成死亡的主要原因。本课题旨在研究汽车碰撞事故中人员的头部损伤机理,生物力学理论和保护技术，是损伤生物力学与车辆工程相结合的研究项目。将建立一个完整的人体头部三维有限元模型包括颅骨模型和脑模型。该模型将按照颅脑解剖结构建模,其弹性和粘弹性生物材料特性将根据相关的生物力学特性参数定义。新建头部三维有限元模型将与本课题组已建立的颈部三维有限元模型相结合，形成具有高度生物逼真度的头颈部有限元模型，并进一步根据碰撞生物力学试验中获得的头颈部冲击响应特性数据对头颈部有限元模型分析计算结果的有效性进行验证。通过开展深入事故调查，确定头部损伤的类型、严重程度和致伤原因,利用验证后的有限元模型进行事故重建并研究头部损伤与相应生物力学参数之间的关系，探索头部损伤参数与汽车安全性设计参数的内在联系,从而为汽车的安全设计奠定生物力学基础和提供有效的研究方法与工具。

结论摘要：

头部创伤是汽车交通事故中最常见的致命损伤形式。本项目旨在通过研究汽车碰撞中头部损伤原因及机理，从而为汽车的安全设计奠定生物力学基础和提供有效的研究方法与工具。为实现这一目的，建立了基于人体解剖学结构的头部有限元模型，该模型采用了61,121个单元和66,624个节点，模拟了头皮、颅骨、脑膜、脑镰、脑脊液、大脑、小脑和脑干等组织结构。并采用碰撞载荷条件下的实验数据对头部有限元模型进行了比较验证。应用多刚体动力学理论和有限元方法系统分析了汽车碰撞事故中人体头部的生物力学问题。建立验证了轿车风挡玻璃的有限元模型，用头部有限元模型模拟了行人头部-风挡玻璃的碰撞过程，计算得到颅骨冲击力、颅内压力、等效应力和剪切应力损伤生物力学参数值，分析研究了头部生物力学响应参数与颅骨骨折、脑震荡和弥散性轴索神经等常见颅脑交通伤的内在联系和损伤机理。研究了风挡玻璃的机械特性对人体头部损伤的影响。与交警部门、医院和急救中心合作，收集了长沙地区2001年至2006年的车辆交通事故数据，对头部损伤的类型、严重程度和致伤原因进行了深入的调查。将交警数据与医院数据进行匹配，建立了行人、骑自行车人交通事故调查数据库。