Modelowanie uszkodzeń odcinka szyjnego kręgosłupa ludzkiego w trakcie zderzenia pojazdu z barierą drogową.

Celem projektu jest zaproponowanie numerycznego modelu wypadku samochodowego z udziałem ludzi na drogowych barierach bezpieczeństwa. Celem szczególnym proponowanych badań jest uzyskanie matematycznego opisu zachowania tkanek miękkich kręgosłupa, ze szczególnym uwzględnieniem części szyjnej podczas nieliniowych zdarzeń dynamicznych, takich jak zderzenia z barierami kablowymi, stalowymi lub betonowymi. Motywacja do badań wynika z badań Generalnej Dyrekcji Dróg Krajowych i Autostrad w celu opracowania zaleceń dotyczących projektowania i użytkowania barier montowanych na polskich autostradach i drogach ekspresowych. Autorzy projektu wyrażają opinię, że przy wyborze rodzajów barier i ocenie ich ogólnych kosztów użytkowania należy wziąć pod uwagę informacje dotyczące potencjalnych obrażeń poszkodowanych podczas wypadków. W szczególności należy wziąć pod uwagę najczęstsze urazy, to jest kręgosłupa szyjnego. Wiedza o potencjalnym zasięgu urazów może mieć wpływ na zalecenia dotyczące wyboru rodzajów barier w Polsce. Oryginalnym aspektem tego projektu jest opracowanie prawa materiału anizotropowego 2D i 3D do modelowania więzadeł poddanych dużym obciążeniom dynamicznym oraz zaproponowanie prawa materiału anizotropowego wiskoelastycznego rdzenia kręgowego. Parametry materiału dla tkanek miękkich zostaną uzyskane bezpośrednio z eksperymentów wykonywane na ludzkich kręgosłupach szyjnych. Modele numeryczne zostaną zweryfikowane przez symulacje numeryczne testów eksperymentalnych z wykorzystaniem autorskich kodów MES i systemu LS-DYNA. Wyniki uzyskane w ramach projektu będą oryginalne w skali globalnej i pomogą w lepszym zrozumieniu matematycznego i numerycznego opisu tkanek miękkich kręgosłupa szyjnego podczas dynamiki uderzenia. Uzyskane wnioski mogą wydawać się przydatne dla personelu medycznego, który pomaga ofiarom prawdziwych wypadków, udzielając informacji o spodziewanych obrażeniach w zależności od warunków zdarzenia. Proponowany projekt wymaga interdyscyplinarnych badań, przeprowadzonych zarówno przez naukowców z Politechniki Gdańskiej, jak i Akademii Medycznej w Gdańsku, nad społecznie ważnymi aspektami zdrowia i bezpieczeństwa ludzi. Podjęte badania posłużą jako podstawa rozwoju naukowego, a tym samym zostanie podjęty krok w kierunku stopni naukowych lub tytułów dla członków zespołów badawczych.

Informacje szczegółowe

Program finansujący:

OPUS

Instytucja:

Narodowe Centrum Nauki (NCN) (National Science Centre)

Porozumienie:

UMO-2020/37/B/ST8/03231 z dnia 2021-01-11

Okres realizacji:

2021-01-11 - 2024-01-10

Kierownik projektu:

prof. dr hab. inż. Krzysztof Wilde

Członkowie zespołu:

wykonawca prof. dr hab. inż. Wojciech Witkowski
wykonawca prof. dr hab. inż. Jacek Chróścielewski
wykonawca prof. dr hab. inż. Magdalena Rucka
wykonawca dr hab. inż. Agnieszka Sabik
wykonawca dr inż. Karol Daszkiewicz
wykonawca mgr inż. Tomasz Wiczenbach
wykonawca dr inż. Dawid Bruski
wykonawca dr inż. Błażej Meronk
wykonawca dr inż. Angela Jadwiga Andrzejewska-Sroka
wykonawca dr inż. Łukasz Pachocki
stypendysta Radosław Wolny

Realizowany w:

Katedra Wytrzymałości Materiałów

Instytucje zewnętrzne biorące udział w projekcie:

Gdański Uniwersytet Medyczny (Polska)

Wartość projektu:

1 472 400.00 PLN

Typ zgłoszenia:

Krajowy Program Badawczy

Pochodzenie:

Projekt krajowy

Weryfikacja:

Politechnika Gdańska

Publikacje powiązane z tym projektem

wyników na stronę:
rok:
- zaznaczony Sortuj po rok od najnowszych
- Sortuj po rok od najstarszych
tytuł:
- zaznaczony Sortuj po tytuł A-Z
- Sortuj po tytuł Z-A
cytowania:
- Sortuj po cytowania malejąco
- Sortuj po cytowania rosnąco

Filtry

wszystkich: 6

Rok 2025

The role of sand filler in enhancing the mechanical properties of polymethylmethacrylate composites
Publikacja
- ARCHIVES OF MECHANICS - Rok 2025
Polymethylmethacrylate (PMMA) is widely used in biomechanics and civil engineering for its properties. While various fillers have been studied to enhance mechanical properties of PMMA, the impact of sand as a filler has been less explored. This study investigates the effects of varying sand content on the mechanical properties and workability of PMMA-based resin composites, assessing their suitability for biomechanical applications....

Pełny tekst do pobrania w portalu

Rok 2024

Mechanical response of human thoracic spine ligaments under quasi-static loading: An experimental study
Publikacja
- R. Wolny
- T. Wiczenbach
- A. J. Andrzejewska-Sroka (dawniej: A. Andrzejewska)
- J. H. Spodnik
- Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials - Rok 2024
Purpose This study aimed to investigate the geometrical and mechanical properties of human thoracic spine ligaments subjected to uniaxial quasi-static tensile test. Methods Four human thoracic spines, obtained through a body donation program, were utilized for the study. The anterior longitudinal ligament (ALL), posterior longitudinal ligament (PLL), capsular ligament (CL), ligamenta flava (LF), and the interspinous ligament and...

Pełny tekst do pobrania w serwisie zewnętrznym
Numerical modelling of different airbag folding patterns and their influence on occupant responses in frontal vehicle impact
Publikacja
- Ł. Pachocki
- H. Fang
- INTERNATIONAL JOURNAL OF CRASHWORTHINESS - Rok 2024
This paper presented a procedure for airbag folding for the application in occupant safety studies and analysed the influence of different airbag folding patterns on the occupant severity in frontal impact. Airbags were folded in two patterns: zig-zag and top-roll, using two folding techniques: Initial Metric Method and Explicit Folding. The explicit folding was found to be more expensive in terms of preparation time. However,...

Pełny tekst do pobrania w serwisie zewnętrznym

Rok 2023

Development and validation of lumbar spine finite element model
Publikacja
- T. Wiczenbach
- Ł. Pachocki
- K. Daszkiewicz
- P. Łuczkiewicz
- W. Witkowski
- PeerJ - Rok 2023
The functional biomechanics of the lumbar spine have been better understood by finite element method (FEM) simulations. However, there are still areas where the behavior of soft tissues can be better modeled or described in a different way. The purpose of this research is to develop and validate a lumbar spine section intended for biomechanical research. A FE model of the 50th percentile adult male (AM) Total Human Model for Safety...

Pełny tekst do pobrania w portalu
On implementation of fibrous connective tissues’ damage in Abaqus software
Publikacja
- A. Sabik
- W. Witkowski
- JOURNAL OF BIOMECHANICS - Rok 2023
Connective fibrous tissues, such as tendons and ligaments, in humans and animals exhibit hyperelastic behaviour. The constitution of the material of these tissues is anisotropic due to the presence of the collagen fibres, where one family of fibres is the typical case. Traumatic events and/or aging may sometimes lead to the damage of the tissue. The study of motion of affected joints or limbs is usually not permitted in vivo. This...

Pełny tekst do pobrania w serwisie zewnętrznym

Rok 2021

Biomechanics of Lumbar Spine Injury in Road Barrier Collision–Finite Element Study
Publikacja
- Ł. Pachocki
- K. Daszkiewicz
- P. Łuczkiewicz
- W. Witkowski
- Frontiers in Bioengineering and Biotechnology - Rok 2021
Literature and field data from CIREN database have shown that lumbar spine injuries occur during car crashes. There are multiple hypotheses regarding how they occur; however, there is no biomechanical explanation for these injuries during collisions with road safety barriers (RSBs). Therefore, the objective of this study was to investigate the mechanics of vertebral fractures during car collisions with concrete RSBs. The finite...

Pełny tekst do pobrania w portalu

wyświetlono 2251 razy