【摘 要】
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在汽车碰撞事故中乘员腹部损伤是常见的损伤类型，也是汽车安全研究的重要课题。利用损伤生物力学方法研究汽车碰撞条件下乘员腹部受力与损伤关系，可以根据损伤机理和损伤极限预
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在汽车碰撞事故中乘员腹部损伤是常见的损伤类型，也是汽车安全研究的重要课题。利用损伤生物力学方法研究汽车碰撞条件下乘员腹部受力与损伤关系，可以根据损伤机理和损伤极限预计乘员腹部损伤程度，从而在汽车结构设计上采取相应的防护措施。本课题综合运用医用影像学、人体解剖学、有限元分析及损伤生物力学等学科知识，利用人体CT影像数据构建可用于汽车碰撞安全研究的人体腹部有限元模型，并对其构建与仿真的关键技术进行探索分析。本课题选定一身高175cm，体重68kg的男性志愿者，对其进行的全身CT扫描，获取建模所需的DICOM格式图像数据。借助专用医学图像处理软件，对人体腹部结构进行三维重建得到人体腹部三维几何模型。对其进行网格划分即可得到符合人体结构解剖学的腹部有限元模型。整个腹部模型包括脊椎（第1胸椎到第5腰椎）、胸骨、肋骨、骨盆等骨骼组织和胸腹腔主要软组织（心脏、肺、肝、胃、肾等）。整个腹部模型包括433572个节点、362033个单元，模型总重20.2kg。参考Guillemot于1998年所做的尸体骨盆侧碰试验，Viano于1989年所做的摆锤侧碰试验及Cavanaugh于1986年做的细长棒正碰试验的三组试验数据，对腹部有限元模型的仿真有效性进行验证。腹部模型构建过程中的图形分割、网格划分等关键技术对模型生物仿真度和有效性影响很大，本课题对此做了专门探讨。另外利用动物组织材料试验对其材料力学性能进行了研究，并结合有限元仿真检验了文献中材料参数的有效性。结果表明本课题建立的腹部有限元模型具有良好的仿真有效性，可以应用于汽车碰撞安全中乘员的安全保护研究。
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