研究前沿：Acta Mech. Sin-建模方式与结构参数对人多孔头盖骨抗冲击性能的影响

    近日，哈尔滨工业大学熊健团队在Acta Mechanica Sinica上发文，报道了采用空穴膨胀理论和有限元模拟的方式，探究了人头盖骨多孔结构的抗冲击性能，揭示其在中、低速冲击载荷作用下的破坏机理，为颅脑损伤预防、头部替代结构及防护装置设计等提供必要技术储备。

    （张超）CitationWu, Q., Xiong, J. Influence of modeling approaches and structural parameters on impact resistance of the human porous cranium. Acta Mech. Sin. 37, 913-931(2021). https://doi.org/10.1007/s10409-021-01077-z工程中我们熟知的泡沫、蜂窝、点阵结构的设计灵感均来源于自然界，而头盖骨便是自然界中一种典型的由密质骨和松质骨构成的夹芯结构。

    头盖骨作为人脑外部的天然保护层，经过上百万年的进化，其足以抵御日常生活中常见的外部载荷。

    但人的头部是极脆弱的部位，据报道，颅脑损伤发生的概率占人体各处损伤的10%-20%，且以动态载荷较为常见。

    鉴于人头部在外部环境所面临的威胁，通过理论和仿真相结合，探究了人头盖骨多孔结构的抗冲击性能及破坏机理。

    为颅脑损伤预防、头部替代结构及防护装置设计等提供必要技术储备。

    图1 颅体几何结构的示意图本文建立了头盖骨受球形冲击物作用的理论预报模型，探究了影响头盖骨抗冲击性能的诸多因素。

    得到的理论与数值结果吻合良好，体现了力学模型的可靠性。

    通过揭示人头盖骨多孔结构在冲击载荷作用下的破坏机理，进而为头部替代结构及防护装置设计奠定基础。

    文献链接：https://doi.org/10.1007/s10409-021-01077-z原文链接：https://mp.weixin.qq.com/s/nOUw_Z-dSAnpe1uUNv8r7w本文来自“AMS力学学报英文版”。