基于有限元模拟的人体胸部材料参数对其碰撞响应影响分析

来源：振动与冲击杂志2016年第8期北京时间：

作者：王方 ，韩勇 ，李桂兵 ，杨济匡

单位：1. 厦门理工学院 机械与汽车工程学院，厦门 361024;2. 圣三一学院 机械和制造工程系，爱尔兰都柏林 Dublin 2;3. 查尔摩斯理工大学 应用力学系，瑞典哥德堡 41296

摘要：研究目的是分析正面冲击载荷条件下，胸腔骨骼结构和软组织结构材料参数的变化对胸部不同碰撞响应参数的影响。采用一个已经建立并验证的人体胸部有限元模型，基于胸腔骨骼和软组织的多个材料参数，进行正面冲击载荷下的胸部碰撞模拟，分别输出主要的胸部响应参数值，并采用标准多项式拟合方法详细对比分析了胸部材料参数发生变化时胸腔的不同响应。结果表明胸腔骨骼和软组织材料参数的变化对正面碰撞载荷下胸部碰撞响应的影响程度各不相同。其中，骨骼和软组织材料参数的变化对胸部碰撞力（Fmax）和胸部变形量（Dmax）的影响显著，肋骨骨折数（NRF）和T12加速度（Gmax-T12）的影响次之，而材料参数的变化对胸部变形速率（Vmax）和T1加速度（Gmax-T1）的影响较小。同时，Fmax, Dmax, Gmax-T12等参数主要受软组织材料参数的影响，而肋骨骨折数（NRF）则更多受到骨骼材料参数变化的影响。<br>

关键词：人体胸部；有限元模型；材料参数；碰撞响应