随着汽车保有量的增加，交通事故也逐年增加，交通损伤成为全球关注的问题。中国已经成为全球交通伤害死亡人数最多的国家之一，给社会和家庭带来了严重的经济和精神伤害。所有的车辆碰撞损伤，超过30%是头部损伤，碰撞过程中，头部会产生颅骨骨折，大脑挫伤等伤害。基于生物力学的数学有限元方法则为头部损伤的研究提供了有力的工具，不仅能够模拟颅骨和大脑的损伤类型，而且能够研究内部的损伤程度和损伤产生过程。但是颅脑有限元模拟的准确度受到有限元模型本身仿生度的限制，如果仿生度越高，则仿真结果越准确。国内外的模型大多关注脑组织的损伤，对颅骨损伤以及颅骨在碰撞过程中对大脑损伤的影响研究很少，更没有专门针对颅骨损伤的相关研究。基于上述情况，本文构建了具有详细解剖学结构的颅骨有限元模型，来进行颅骨损伤的研究。本文基于某50百分位中国男性志愿者的头部CT扫描数据构建了具有详细解剖学结构和高仿生度的三维颅骨有限元模型。利用医学影像软件Mimics对头部CT数据进行提取和修复，使用Geomagic Studio进行细节修复，构建光顺的曲面模型，最后用Hypermesh构建体模型并对其进行分块和网格划分，得到高仿生度的颅骨有限元模型。本模型包含颅骨的详细细节特征，包括面部的窦、分层的颅骨以及颅底部的孔。在此模型的基础上，根据网格建立皮肤和大脑等软组织。该模型包括三层颅骨、面骨、窦、头皮、头部和面部软组织、脑以及脑脊液，模型一共367183个体单元，16711个壳单元，192884个节点，整个头部质量4.414kg。在颅骨材料参数的定义时，全部参照已经发表的相关文献，以保证本模型能够有效的模拟碰撞损伤。本文选用了国外的权威尸体试验，包括Allsop面部撞击试验、Nyquist的鼻骨撞击试验以及Yoganandan的液压锤冲击试验来对本文构建的颅脑模型进行有效性的验证。这三种针对颅骨的试验都对颅骨的骨折进行了讨论研究，用这些试验不仅可以对模型进行验证，还可以研究颅骨的损伤情况。将仿真得到的力-变形曲线输出，并与原尸体试验的数据进行对比，结果显示模型的仿真结果与尸体试验结果吻合，并且在骨折方式上也基本相似。验证结果很好的证明了本模型的有效性，可以用于颅骨损伤的研究。为了进一步研究颅骨内部的窦对于碰撞中头部力学响应和损伤的影响，本文基于原有模型构建了一个无窦的对比模型，并进行了Allsop尸体试验的仿真，对两次仿真结果进行对比分析，来研究窦在碰撞过程中的影响。结果显示，在面部碰撞过程中，假若窦位于冲击点的附近，那么窦会对周边的应力分布和骨折有明显的影响，并且影响大脑的应力应变分布。如果窦离撞击点比较远，那么窦对于头部响应的影响可以忽略。