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Estudio sobre los traumatismos por detrás del casco causados por una bala a gran velocidad
El mecanismo del traumatismo por detrás del casco (BHBT) causado por una bala de alta velocidad es difícil de entender. En la actualidad, siguen faltando los parámetros correspondientes y los métodos de prueba para evaluar este daño de forma eficaz. El objetivo del presente estudio es, por tanto, investigar la respuesta del cráneo humano y del tejido cerebral bajo la carga de una bala que impacta en un casco antibalas, teniendo en cuenta los efectos de la dirección del impacto, la velocidad del mismo y la estructura del impactador. En este estudio se empleó un modelo de elementos finitos del cerebro humano que puede reconstruir con precisión las estructuras anatómicas del cuero cabelludo, el cráneo, el tejido cerebral, etc., y puede reflejar de forma realista la respuesta biomecánica del cerebro bajo una alta velocidad de impacto. Las respuestas de la deformación de la cara posterior (BFD), el desplazamiento del cerebro, la tensión del cráneo y la presión de la duramadre se extrajeron de las simulaciones como los parámetros que reflejan el riesgo de BHBT, y también se investigaron las relaciones entre el BHBT y la estructura y el rendimiento del equipo a prueba de balas. Los resultados de la simulación muestran que el impacto frontal del cráneo produce la mayor cantidad de BFD, y cuando las direcciones del impacto son laterales, la tensión del cráneo es aproximadamente dos veces mayor que en otras direcciones. A medida que aumenta la velocidad de impacto, aumentan la BFD, el desplazamiento cerebral, la tensión craneal y la presión de la duramadre. Los daños cerebrales causados por los diferentes cuerpos estructurales de las balas son diferentes bajo la condición de la misma energía cinética. El estrés craneal causado por la bala de pistola es el mayor. Los resultados indican que cuando una bala impacta en el casco antibalas, tiene una mayor probabilidad de causar desplazamiento cerebral y alta presión intracraneal. Los resultados de la investigación pueden proporcionar un valor de referencia para el diseño de la optimización del casco y la evaluación de la antielasticidad y proporcionar la base teórica para la protección y el rescate.
Autores: Zhihua, Cai; Xingyuan, Huang; Yun, Xia; Guibing, Li; Zhuangqing, Fan
Idioma: Inglés
Editor: Hindawi
Año: 2020
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 10
Citaciones: Sin citaciones
Hindawi
Applied Bionics and Biomechanics
Volume 2020, Article ID 2348064, 12 pages
https://doi.org/10.1155/2020/2348064
Zhihua Cai1, Xingyuan Huang1, Yun Xia1, Guibing Li1, Zhuangqing Fan2
1 , China
2 , China
Academic Editor: Mohammad Rahimi-Gorji
Contact: abb@hindawi.com
El mecanismo del traumatismo por detrás del casco (BHBT) causado por una bala de alta velocidad es difícil de entender. En la actualidad, siguen faltando los parámetros correspondientes y los métodos de prueba para evaluar este daño de forma eficaz. El objetivo del presente estudio es, por tanto, investigar la respuesta del cráneo humano y del tejido cerebral bajo la carga de una bala que impacta en un casco antibalas, teniendo en cuenta los efectos de la dirección del impacto, la velocidad del mismo y la estructura del impactador. En este estudio se empleó un modelo de elementos finitos del cerebro humano que puede reconstruir con precisión las estructuras anatómicas del cuero cabelludo, el cráneo, el tejido cerebral, etc., y puede reflejar de forma realista la respuesta biomecánica del cerebro bajo una alta velocidad de impacto. Las respuestas de la deformación de la cara posterior (BFD), el desplazamiento del cerebro, la tensión del cráneo y la presión de la duramadre se extrajeron de las simulaciones como los parámetros que reflejan el riesgo de BHBT, y también se investigaron las relaciones entre el BHBT y la estructura y el rendimiento del equipo a prueba de balas. Los resultados de la simulación muestran que el impacto frontal del cráneo produce la mayor cantidad de BFD, y cuando las direcciones del impacto son laterales, la tensión del cráneo es aproximadamente dos veces mayor que en otras direcciones. A medida que aumenta la velocidad de impacto, aumentan la BFD, el desplazamiento cerebral, la tensión craneal y la presión de la duramadre. Los daños cerebrales causados por los diferentes cuerpos estructurales de las balas son diferentes bajo la condición de la misma energía cinética. El estrés craneal causado por la bala de pistola es el mayor. Los resultados indican que cuando una bala impacta en el casco antibalas, tiene una mayor probabilidad de causar desplazamiento cerebral y alta presión intracraneal. Los resultados de la investigación pueden proporcionar un valor de referencia para el diseño de la optimización del casco y la evaluación de la antielasticidad y proporcionar la base teórica para la protección y el rescate.
Descripción
El mecanismo del traumatismo por detrás del casco (BHBT) causado por una bala de alta velocidad es difícil de entender. En la actualidad, siguen faltando los parámetros correspondientes y los métodos de prueba para evaluar este daño de forma eficaz. El objetivo del presente estudio es, por tanto, investigar la respuesta del cráneo humano y del tejido cerebral bajo la carga de una bala que impacta en un casco antibalas, teniendo en cuenta los efectos de la dirección del impacto, la velocidad del mismo y la estructura del impactador. En este estudio se empleó un modelo de elementos finitos del cerebro humano que puede reconstruir con precisión las estructuras anatómicas del cuero cabelludo, el cráneo, el tejido cerebral, etc., y puede reflejar de forma realista la respuesta biomecánica del cerebro bajo una alta velocidad de impacto. Las respuestas de la deformación de la cara posterior (BFD), el desplazamiento del cerebro, la tensión del cráneo y la presión de la duramadre se extrajeron de las simulaciones como los parámetros que reflejan el riesgo de BHBT, y también se investigaron las relaciones entre el BHBT y la estructura y el rendimiento del equipo a prueba de balas. Los resultados de la simulación muestran que el impacto frontal del cráneo produce la mayor cantidad de BFD, y cuando las direcciones del impacto son laterales, la tensión del cráneo es aproximadamente dos veces mayor que en otras direcciones. A medida que aumenta la velocidad de impacto, aumentan la BFD, el desplazamiento cerebral, la tensión craneal y la presión de la duramadre. Los daños cerebrales causados por los diferentes cuerpos estructurales de las balas son diferentes bajo la condición de la misma energía cinética. El estrés craneal causado por la bala de pistola es el mayor. Los resultados indican que cuando una bala impacta en el casco antibalas, tiene una mayor probabilidad de causar desplazamiento cerebral y alta presión intracraneal. Los resultados de la investigación pueden proporcionar un valor de referencia para el diseño de la optimización del casco y la evaluación de la antielasticidad y proporcionar la base teórica para la protección y el rescate.