Desarrollo de un modelo numérico del conjunto cabeza-cuello de un maniquí para pruebas de choque

Abstract

Cuando un choque automotriz ocurre la energía de impacto se transfiere a los pasajeros lo cual provoca lesiones graves y decesos. Con el objeto de analizar el efecto de las cargas dinámicas en el cuerpo humano, el uso de maniquíes de impacto está en incremento. Sin embargo, su costo es demasiado alto, así como accesibilidad limitada. Por lo tanto, el presente artículo propone el diseño y desarrollo de un modelo discreto que representa la cabeza y cuello de un maniquí para pruebas de impacto utilizando el software de elemento finito Abaqus. El modelo está conformado por cabeza y la región del cuello incluyendo siete discos cervicales. La fidelidad biomecánica se garantiza desde que el diseño contempla uniones y cables para simular la rigidez de músculos y tendones. Adicionalmente, el modelo fue conferido con masa y propiedades inerciales que proveen mayor exactitud en la cinemática del mismo. Durante el estudio, especial énfasis se colocó en las propiedades del material de cables y discos cervicales. La evaluación del conjunto cabeza-cuello se llevó cabo a través de una prueba de choque frontal NCAP. Durante la evaluación parámetros tales como aceleración, fuerza de impacto y posición angular fueron obtenidos. Finalmente, de acuerdo con los resultados la viabilidad del modelo fue corroborada desde que valores similares respeto a datos experimentales fueron obtenidos.