Sonlu elemanlar yöntemiyle insan kafa boyun sisteminin yaralanma modelinin oluşturulması

Bu çalışmada, değişik darbe koşulları altındaki 3 boyutlu bir insan kafa–boyun sistemi, sonlu elemanlar yöntemiyle modellenip, kafatasında ve beyinde oluşan basınç ve gerilme dağılımları incelenmiştir. Literatürde kabul gören 3 boyutlu bir insan kafa–boyun sisteminin sonlu elemanlar modeli temin edilmiştir. Oluşturulan bu model, LS-DYNA programı ile sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak önden (frontal), arkadan (oksipital) ve yandan (parietal) darbeler etkisiyle hem kafatası hem de beyindeki basınç ve gerilme değerleri incelenmiştir. Yapılan sonlu elemanlar analizinde kafatası elemanı hem rijid hem de elastik malzeme gibi modellenirken beyin viskoelastik malzeme özellikleri kullanılarak modellenmiştir. İlk olarak oluşturulan kafa modeline frontal bölgeden yapılan darbe sonucunda kafatası ve beyindeki farklı bölgelerden elde edilen basınç değerleri literatür verileriyle kıyaslanarak verilmiştir. Daha sonra oksipital darbe etkisiyle kafatası ve beynin tepkileri incelenmiştir. Son olarak ise yanal darbe etkisiyle kafatası ve beyindeki basınç ve gerilme dağılımları elde edilmiştir. Yapılan bu çalışmalar neticesinde, geliştirilen kafatası ve beyin modelinin literatürde yer alan akademik bir çalışma ile aynı sonuçlar elde edilerek doğrulaması yapılmıştır. Daha sonra boyun dokuları eklenerek darbe etkisiyle beyinde oluşabilecek bir hasar için yaralanma modeli geliştirilmiştir.