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Contribution to the FE modeling of the lumbar spine of the GHBMC models

ABG-74276 Stage master 2 / Ingénieur 6 mois
07/12/2017
IFSTTAR (Institut français des sciences et technologies des transports, de l'aménagement et des réseaux)
Bron Auvergne-Rhône-Alpes France
  • Sciences de l’ingénieur
Biomechanics, Impact, Finite-Elements, Validation
31/03/2018

Établissement recruteur

Laboratoire d'accueil

Le Laboratoire de Biomécanique et Mécanique des Chocs (LBMC UMR_T9406 : http://www.lbmc.ifsttar.fr/) est une unité mixte de recherche entre l’IFSTTAR (Institut Français des Sciences et Technologies des Transports de l’Aménagement et des Réseaux) et l’Université Claude Bernard Lyon 1 (première université française en sciences médicales).

Au sein du LBMC, les équipes 'Biomécanique du choc' et ‘Biomécanique & Orthopédie’ sont des équipes de recherche multi-disciplinaires composées de cliniciens et de chercheurs en biomécanique. Elle ont pour objectif d’améliorer la connaissance du comportement dynamique du système musculo-squelettique humain, pour développer et nourrir des modèles réalistes de comportement pour des applications dans le domaine des transports ou de la clinique .

Ces équipent possèdent en particulier une expertise dans le développement de modèles numériques permettant d’estimer des paramètres non directement mesurables (tels que le chargement articulaire, les forces musculo-tendineuses et ligamentaires, les pressions sur le cartilage, les contraintes osseuses…). Dans le domaine des transports de telles approches visent au développement d'évaluations prédictives du risque lésionnel, par exemple par la reconstruction crash-tests ou d'accidents dans le cadre du virtual-testing. Au sein du consortium international GHBMC est en charge du développement du modèle d'abdomen depuis plusieurs années.

Description

Context

State-of-the-art Finite Element (FE) full Human Body Models (HBMs) allow predicting the response of the human body to a wide range of impact conditions and scenarios. In this context, the GHBMC models (www.ghbmc.com) are detailed (>2M elements, >1000 components) FE models developed for explicit solvers that include modelling of the musculoskeletal system, of the organs, skin, ligamentous system, etc... The models have evaluated and validated extensively at multiple levels (tissue, organ/segment, full body) in a wide range of configurations and they are intended to be used in the automotive industry for predictive injury risk assessment in virtual crash scenarios. Phase 3 of the models’ development is to be starting soon and LBMC is in charge of improving the abdominal and lumbar spine anatomical segments.

 

Objectives

The internship work is part of the lumbar spine work package that aims at improving the level of detail and response of the lumbar spine segment of the GHBMC models. This work includes both geometrical and mechanical/biomechanical features of the models, the main challenge being the validation and integration to the existing models. This integration includes geometrical aspects (e.g. integration with abdomen, existing muscular insertions, etc…) and constraints in terms of target performance of the model for the simulation (e.g. element quality, calculation time, etc…). The objectives of the internship will focus on the testing and validation of the models that will have been developed by the research team as part of the project.

 

Tasks

Tasks during the internship will include (a) a short bibliography and training on the anatomy and current FE modelling approaches of the lumbar spine segment, (b) a training/learning phase for the use of LsDyna, of the GHBMC models and of the pre- and post-processing tools used within the project, (c) the contribution to the definition and planification of the validations (in particular, boundary conditions) and (d) the implementation and simulation of these boundary conditions.

Profil

Selection criteria

Mechanical engineering cursus with a strong background in structural (continuum) mechanics and numerical methods. A prior experience and strong motivation for FE modelling (in particular, experience with an explicit solver will be a strong plus) is required. The project is collaborative, in link with the industry (contribution to timed deliverables): The candidate should be rigorous, motivated, and show communication skills that will allow him/her to quickly understand a problem to meet time-constrained simulation objectives.

Prise de fonction

Dès que possible
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