人体下肢有限元动力学分析模型的建立和验证

摘要

为了研究行人碰撞事故中人体下肢的生物力学响应和损伤机理,建立了一个人体下肢有限元模型.模型按人体解剖学结构建立,由髋骨、股骨、胫骨、腓骨、膑骨、足骨、韧带、腱、关节囊以及髋关节、膝关节和踝关节构成.采用了壳单元和线性弹簧-阻尼单元来模拟骨骼和软组织.模型的边界和载荷条件根据汽车行人侧碰撞实验条件确定.通过比较仿真和实验在横向碰撞载荷条件下的剪切、弯曲响应结果,验证了模型的生物逼真度.分析了在不同加载条件下有限元模型的生物力学响应和应力分布,以及与下肢损伤风险的关系。