中国第50百分位人体下肢有限元模型开发及损伤准则适用性分析

来源：中国血液净化杂志2025年第9期北京时间：

作者：万鑫铭, 刘煜, 范体强, 赵喜政, 钱佳琪, 杜现平, 李桂兵, 白中浩

单位：1. 中国汽车工程研究院股份有限公司, 重庆 401120;2. 清华大学 车辆与运载学院, 北京 100084;3. 中山大学 海洋工程与技术学院, 广东珠海 519082;4. 湖南大学 整车先进设计制造技术全国重点实验室, 湖南 长沙 410082;5. 湖南科技大学 机电工程学院, 湖南 湘潭 411201"],"fundList_en":["Chongqing Doctor “Through Train” Scientific Research Project (CSTB2023NSCQ-BSX0011, CSTB2024NSCQ-BSX0014); China Automotive Engineering Research Institute Co. Ltd. Young Science and Technology Talent Project (0001KTON20230960)

摘要：建立符合中国体征生物力学特性的人体有限元模型，是开展针对中国道路使用者损伤及防护研究的工具前提。作为中国体征人体模型AC-HUMs工作的一部分，建立和验证中国第50百分位男性人体下肢模型具有研究价值。首先，基于中国第50百分位成年男性(50M)志愿者下肢医学影像建立表征解剖学结构的人体下肢模型；然后，通过10组反映交通事故下肢加载工况的试验验证下肢模型生物逼真度；之后，通过数据分析，论述了AC-HUMs 50M下肢模型在体征及材料参数上的合理性；最后，对比中国与欧美体征下肢模型损伤耐受限度差异，讨论现有损伤准则对中国人群的适用性。研究结果表明：AC-HUMs 50M下肢模型在膝关节剪切力学、胫骨弯曲力学、股骨弯曲力学和小腿斜向动态三点弯曲力学等方面与尸体试验吻合良好，模型具有较高的生物逼真度，可用于中国道路事故参与者损伤与防护研究，而现行损伤准则可能需要适当修正才能适应中国人体损伤风险预测。

关键词：汽车工程,中国人体下肢模型,有限元仿真,人体损伤,损伤准则

基金资助：重庆市博士“直通车”项目(CSTB2023NSCQ-BSX0011，CSTB2024NSCQ-BSX0014)；中国汽车工程研究院股份有限公司青年科技人才项目(0001KTON20230960)