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근육 모델이 고려된 두부 및 경추 유한요소모델을 이용한 비관통 피탄 충격에 의한 인체 상해 해석
강문정(Moon Jeong Kang),조영남(Young Nam Jo),채제욱(Jeawook Chae),유홍희(Hong Hee Yoo) 대한기계학회 2017 大韓機械學會論文集A Vol.41 No.1
헬멧을 착용한 병사의 비관통 피탄 충격은 총탄이 헬멧을 관통하지 않더라도 인체에 치명적인 상해를 유발한다. 이로 인한 인체 상해 해석을 위한 연구들이 이뤄져 왔으나 주로 두부의 손상에 초점을 맞춘 해석 모델이 개발되어 왔다. 비관통 피탄 충격에 의한 경추 및 경추부 관련 근육의 손상은 인체에 치명적인 상해를 입히지 않더라도 병사의 생존성에 상당한 영향을 미친다. 따라서 경추 및 경추부 근육을 포함한 모델 개발이 필요하다. 본 연구에서는 기존에 연구된 두부 모델과 근육 모델이 적용된 경추부 모델을 활용하여 인체의 상해해석을 수행하였다. 정량적 상해예측을 위해 응력, 변형률 및 HIC를 비교하였다. 경추부가 포함된 모델의 해석결과는 두부 모델만 고려된 해석결과보다 상해 정도를 작게 예측하였다. 모델의 신뢰성 확보를 위하여 두부 상해 해석 결과를 타 문헌과 비교하였다. Ballistic impact on a soldier wearing a helmet can induce fatal injury, even if the helmet is not penetrated. Although studies on this type of injury have been performed, most of them have used an analytical model focused on head injury only. The injury of the neck muscles and cervical vertebrae by non-penetrating ballistic impact affects the survivability of soldiers, despite not inflicting fatal injury to the human body. Therefore, an analytical model of the head and neck muscles are necessary. In this study, an analysis of human body injury using the previously developed head model, as well as a cervical model with muscles, was performed. For the quantitative prediction of injury, the stress, strain, and HIC were compared. The results from the model including the cervical system indicated a lower extent of injury than the results from the model excluding them. The results of head injury were compared with other references for reliability.
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