基于3岁儿童乘员下肢有限元模型的生长板损伤机理研究

贺丽娟，李海岩，朱小菊，崔世海，阮世捷，吕文乐

（天津科技大学 机械工程学院，天津 300222）

基于3岁儿童乘员下肢有限元模型的生长板损伤机理研究

贺丽娟，李海岩，朱小菊，崔世海，阮世捷，吕文乐

（天津科技大学 机械工程学院，天津 300222）

为完善儿童下肢损伤防护数据，应用有限元分析方法，构建了包含生长板在内的3岁儿童乘员下肢有限元模型，并通过重构尸体试验验证了模型的有效性。应用已验证的有限元模型，针对生长板设置了膝关节弯曲试验和剪切试验，在每种试验中，对含生长板和不含生长板的下肢有限元模型在相同碰撞条件下进行损伤机理研究。结果表明，不含生长板模型骨折位置在长骨骨干处，含生长板下肢模型骨折位置在生长板处，同种试验中含生长板下肢模型韧带的峰值应力小于不含生长板模型的峰值应力。为我国汽车产业在汽车安全设计中对儿童下肢的损伤防护提供了科学的生物力学依据。

汽车安全；3岁儿童；下肢有限元模型；生长板；损伤机理

生长板又名骺板，是纵向生长的最终靶器官，它处于长骨远端骺与干骺端之间，是一层高度器官化的透明软骨，其作用是分裂产生出新的细胞，使骨头长粗长长[1]。生长板是人体在特殊年龄阶段出现的特殊结构，儿童和成人的生长板存在显著差异。在人类的婴儿期以及青春期，骨头纵向生长速度是很高的，通过生长板细胞的不断分裂、生长和骨化，使骨不断变长变粗。……