摘要：安全是汽车设计中的核心要素,也是汽车发展的永恒主题。随着汽车碰撞安全技术的发展进步,道路交通事故导致的人员伤亡已经得到有效控制。然而,在当前我国汽车保有量迅猛增长的背景下,汽车安全形势依然严峻。汽车碰撞安全作为守护乘员和行人生命安全的最后一道屏障,其重要性不言而喻。人体损伤生物力学是汽车碰撞安全研究的理论基石,在被动安全技术的发展中发挥着不可替代的作用。人体损伤生物力学的研究内容广泛而深入,涵盖了交通损伤流行病学分析、人体生物力学测试、损伤机理研究、损伤准则制定、耐受限度分析以及人体数字模型构建等多个方面。这些研究不仅为汽车碰撞安全提供了坚实的理论基础,也为降低交通事故对人体的伤害提供了科学依据。

摘要：安全是汽车设计中的核心要素,也是汽车发展的永恒主题。随着汽车碰撞安全技术的发展进步,道路交通事故导致的人员伤亡已经得到有效控制。然而,在当前我国汽车保有量迅猛增长的背景下,汽车安全形势依然严峻。汽车碰撞安全作为守护乘员和行人生命安全的最后一道屏障,其重要性不言而喻。人体损伤生物力学是汽车碰撞安全研究的理论基石,在被动安全技术的发展中发挥着不可替代的作用。人体损伤生物力学的研究内容广泛而深入,涵盖了交通损伤流行病学分析、人体生物力学测试、损伤机理研究、损伤准则制定、耐受限度分析以及人体数字模型构建等多个方面。这些研究不仅为汽车碰撞安全提供了坚实的理论基础,也为降低交通事故对人体的伤害提供了科学依据。

摘要：在儿童安全的研究中,由于受到伦理道德等方面的限制,无法开展有效的儿童结构响应实验了解其损伤机理、确定损伤容忍限度,导致现有儿童假人的开发和相应损伤容忍限度的建立都是通过缩放成人结构响应实验数据而得到的。然而,缩放方法的准确性目前仍未得到证实。同样,儿童结构响应数据的缺乏,使得儿童数学模型的验证存在很大的困难。为此,详细回顾与分析现有文献中儿童头部、颈椎、胸腹部、骨盆与四肢结构响应实验方法与数据。此外,还回顾儿童尸体台车试验及志愿者台车试验。最后,对未来急需开展的儿童各部位结构响应实验提出建议。

摘要：为了研究后排乘员不同坐姿的正面碰撞损伤生物力学特征,采用有限元仿真分析的研究方法,对THUMS AM50乘员在50 km/h正面碰撞时标准坐姿、左倾15°以及右倾15°这3种坐姿下的损伤生物力学进行了分析。并针对左倾15°坐姿,使用3+2点式安全带以及后排正向安全气囊对乘员进行了碰撞保护策略研究。结果表明:乘员左倾15°坐姿损伤最为严重,为此使用3+2点式安全带能有效减轻乘员头部损伤;使用后排正向安全气囊很大程度上对乘员头部以及胸部起到保护作用,并且对左右倾斜坐姿的乘员也具有好的保护效果。未来需要加强对后排乘员的保护研究,以适应不同的碰撞工况以及复杂多变的乘员坐姿。

摘要：在汽车碰撞中,相对于平均身高的年轻男性,儿童、矮小女性、老人和肥胖者是易受伤害的人群,因而会有较高的死亡率和重伤率。但包括碰撞假人和人体有限元模型在内的现有伤害评价工具,一般未考虑人群中体型和身材组成的多样性。参数化人体有限元模型能够代表广泛人体属性,最大地拓宽碰撞安全所保护的人群。本综述发现:关于人体测量学、人体有限元模型、网格变换、人体材料试验和尸体试验的最新研究,为建立参数化人体有限元模型奠定了基础。本文提出了建立这样一个参数化的人体有限元模型的方案。该模型可模拟不同人群,对汽车进行安全优化设计,这是现有伤害评价工具所无法做到的。

摘要：为预测和评判行人面部碰撞对创伤性脑损伤机理及生物力学响应,结合计算机断层扫描(CT)和磁共振(MRI)医学成像技术,建立符合中国人体特征的50百分位头颈部几何模型和有限元模型。有限元模型中颅骨与脑之间的相对运动采用切向滑动边界条件,摩擦系数定义为0.2,模拟鼻骨斜碰撞、鼻外侧软骨正面碰撞、牙齿正面碰撞、下颌骨碰撞和颧骨外侧斜碰撞等5种典型面部碰撞交通事故场景,探讨应力波在颅骨和脑内传播路径,得到颅内压力、von Mises等效应力和剪切应力等生物力学响应参数分布规律。结果显示,鼻骨斜碰撞颅内压力峰值为236.7 k Pa,von Mises应力为25.97 k Pa,超过了大脑耐受阈值;颧骨外侧斜碰撞最大横向剪切应力分别为14.56 k Pa和-18.07 k Pa,促使脑组织产生了较大的剪切变形,存在严重脑损伤风险。结论表明:面部碰撞的位置和方向是导致面部骨折严重程度的关键因素,面骨骨折的位置决定创伤性脑损伤的部位,面骨骨折都带有一定程度的创伤性脑损伤;头部受到冲击时,面部结构能够吸收大量的冲击能量来保护大脑,降低颅脑损伤的风险。

摘要：有限元方法已经成为损伤生物力学研究的重要手段,准确的皮质骨材料本构参数对研究人体冲击损伤和人工骨骼等医学问题具有重要意义。基于长骨皮质骨的生理结构,提出批量制备高精度规则试样的加工方法,并开展准静态三点弯曲试验;采用基于梁理论和基于特定样本有限元模型优化反求两种方法,研究皮质骨材料的各向异性和区域差异,并通过线性回归分析建立两种识别方法所得材料参数的回归模型。制备横向和轴向试样各16个,所提出的试样制备方法能够保证试样间的尺寸偏差不超过4%,基于梁理论方法求得的新鲜牛股骨皮质骨轴向和横向试样的杨氏模量分别为(21.70±3.33)GPa和(14.47±2.10)GPa,极限应力分别为(249.21±38.83)MPa和(106.81±21.05)MPa,极限应变分别为1.95%±0.35%和1.06%±0.20%,与文献结果吻合。对利用优化方法和梁理论方法求得的杨氏模量、屈服应力和有效塑性应变进行线性回归分析,回归模型拟合精度分别为96.4%、98.7%和89.3%(P<0.05)。研究结果表明,所提出的试样制备方法能够高效地加工尺寸精度较高的规则试样,并良好地保持试样的生物力学特性。在皮质骨准静态三点弯曲试验中,基于特定样本有限元模型的材料参数反求方法能够识别更准确的材料本构参数,而基于梁理论识别参数的回归模型则能够快速准确地预测皮质骨的弹性模量、屈服应力和有效塑性应变。

摘要：建立基于人体解剖学结构的HBM(Human body model)头部三维有限元模型。详细描述了人体头部的主要解剖学结构,模型由头皮、颅骨、硬脑膜、脑脊液、软脑膜、大脑、小脑、脑室、脑干、脑镰和脑幕等组成。采用人体头部碰撞实验数据,比较了实验与仿真中头部的动力学响应和颅内压力分布参数,对头部有限元模型进行了验证。结果表明,该模型具有较好的生物逼真度,可以用来分析车辆交通事故中颅脑创伤和损伤机制。

摘要：概述国内外安全气囊的开发和应用过程中所开展的研究工作。论述的重点包括事故分析 ,与安全气囊相关的损伤 ,损伤生物力学 ,安全气囊防护有效性的评估方法以及新型安全气囊的研究动态和发展趋势。