，随后开始进行反向运动，最大反向运动速度为。产损伤模型，人体躯干会出现轻度中度的损伤。另外，组织器官速度峰值和峰值出现时刻的不同，也会造成组织器官接触面上的拉伤或撕裂。根据警用防弹衣标准，手枪弹不会对人体躯干造成损伤，但由损伤模型评价得到的人体损伤等级为轻伤中伤。两种评价结论明显不同，主要是由于警用防弹衣标准只考虑了皮肤的凹陷深度，而没有考虑手枪弹传递给人体的能量及人体组织器官的力学响应。研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应人类学论文。有限元模型的验证为验证有限元级，骨骼受到的应力要远大于内脏器官，这是因为骨骼的硬度和刚度要远大于人体软组织。由于胸骨距弹着点最近，其次是肋软骨肋骨，因此，胸骨的应力和压力要大于肋软骨和肋骨。同时，由于肋软骨的刚度和硬度较小，其压力和应力又要小于肋骨。肺脏紧挨着骨骼，且距弹着点最近，因此，肺脏受到的应力和压力相对较大。心脏位于两叶肺之间且距离弹着点较远，在骨骼和肺脏的保护作用下，心脏受到的应力及压力相对较小，因此其损伤程度也相对较小。图骨骼的力学响应曲线图内脏器官的力学响应曲线研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应人类学论文等的试验和数值模拟研究，以初速度为的北约制手枪弹射击带软质防弹衣厚度为防护的人体躯干模型。手枪弹和人体躯干模型材料参数与本文相同，人体躯干模型为本文建立的，材料参数见文献。图显示了由本文计算和得到的心脏前部中心点处的压力变化曲线。得到的心脏压力峰值的试验值和模拟值分别为和，而本文得到的验证值为，与试验值和模拟值的相对误差分别为和。可以看出本文验证值与的研究结果大致回弹，从而将部分能量传递给手枪弹，使手枪弹获得部分动能后开始进行反向运动。图手枪弹对复合防弹结构的冲击过程图手枪弹速度变化曲线图复合防弹结构和人体躯干总能量变化曲线根据图所示的数值模拟结果，复合防弹结构吸收的最大总能量为，而人体吸收的最大总能量为。复合防弹结构吸收的能量要比人体吸收的能量大得多。方面是复合防弹结构受到手枪弹的直接射击，承受了大部分的手枪弹能量，相反，人体未受到手枪弹的直接射击，吸收的能量较小另方面是由于复合防弹结构背板为，可以起到缓冲作用，却振碎了根肋骨，肋骨碎片插入心脏而导致死亡。年，等报道了首例防弹衣后钝性肺损伤的案例，由此开启了防弹衣后钝性伤的研究。年，等开发出世界上第个人体胸部有限元模型，奠定了人体数值模拟研究的基础。年，等，开发出人体躯干有限元模型，先后模拟了手枪弹对人体躯干的钝性损伤过程，并通过假人试验验证了有限元模型的有效性，从而开创了该领域数值模拟研究的先河。张启宽研究了步枪弹对人体躯干的钝性冲击作用，得到组织器官压力场和应力场的分布及演化规摘要为了研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应，建立了由皮肤肌肉横膈膜内脏器官和骨骼组成的人体躯干模型。基于有限元分析软件，模拟初速度为的手枪弹对带复合防弹结构的人体躯干的钝性损伤过程，并验证防弹衣后钝性伤模型的有效性。结果表明，复合防弹结构能抵抗手枪弹的射击而不被击穿，但手枪弹能量仍通过复合防弹结构传递给人体躯干，从而造成人体组织器官的损伤，并且组织器官与弹着点之间的距离决定了组织器官的力学响应参数。皮肤凹陷深度为，胸壁最大向和人体躯干的力学响应人类学论文。复合防弹结构能抵抗的手枪弹射击速度而不被击穿，并吸收了能量。同时，皮肤的最大凹陷深度为，小于标准规定的，则复合防弹结构可以对人体躯干进行有效防护，人体躯干不会出现损伤。尽管复合防弹结构未被击穿，但手枪弹能量仍通过复合防弹结构传递给人体，致使人体躯干吸收了能量，从而造成人体组织器官的损伤。在手枪弹钝性冲击作用下，人体组织器官中产生的应力波会以弹着点为峰值中心向周扩散，呈现由表及里由近到远的传播规律，并在传播过程中不断衰减，胸壁最大向内运动速度为。根据损伤模型，人体会出现轻度中度的防弹衣后钝性伤。由警用防弹衣标准和损伤模型得到的人体钝性损伤情况具有明显的差异性，因此现有防弹衣性能评价标准并不能全面准确地评价防弹衣的防护性能。郭泽荣，唐帆，袁梦琦，钱新明，杜志明手枪弹钝性冲击下人体躯干的力学响应安全与环境学报，基金国家重点研发计划项目。人体躯干模型是基于身高为体重为的男性模型建立的，见图。人体组织器官模型的结构特征接近于真实的人体生物器击作用，得到组织器官压力场和应力场的分布及演化规律。董萍等研究了软质防弹衣在手枪弹非贯穿弹道侵彻作用下的破坏形态，得到皮肤骨骼和内脏器官应力场和压力场的演化规律。年，刘海基于动物试验和数值模拟研究，首次揭示了手枪弹对人体胸部钝性冲击作用而导致间接脑损伤的机制，并提出了胸部与脑部之间的力学传导途径，即血液与血管椎骨皮下组织。研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应人类学论文。复合防弹结构能抵抗的手枪弹射击速度而不被击穿，并吸收了能量。同时，皮肤的最大组织器官的力学响应参数。皮肤凹陷深度为，胸壁最大向内运动速度为，基于警用防弹衣标准和损伤模型得到人体躯干的损伤分别为无伤和轻伤中伤，则现有防弹衣性能评价标准无法准确评估防弹衣的防护性能。关键词人体躯干人类学力学响应复合防弹结构安全工程数值模拟防弹衣后钝性伤防弹衣后钝性伤或非贯穿性损伤是指在防弹衣可以防止枪弹或破片对人体造成贯穿性损伤并阻挡其穿透人体组织的情况下，仍有部分手枪弹能量会通过防弹衣传递给人体，从而造成组织器官损伤的现象，。美军就曾出现防弹研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应人类学论文因此近弹着点组织器官的力学响应时间最早，力学响应参数最大，损伤程度也最严重。以弹着点处的胸骨速度为胸壁运动速度，得到胸壁最大向内运动速度为。根据损伤模型，人体会出现轻度中度的防弹衣后钝性伤。由警用防弹衣标准和损伤模型得到的人体钝性损伤情况具有明显的差异性，因此现有防弹衣性能评价标准并不能全面准确地评价防弹衣的防护性能。郭泽荣，唐帆，袁梦琦，钱新明，杜志明手枪弹钝性冲击下人体躯干的力学响应安全与环境学报，基金国家重点研发计划项目密度为，见图。复合防弹结构建模为面体单元并采用算法，对手枪弹弹着点处的复合防弹结构网格进行局部加密，加密网格尺寸为，其余网格尺寸为。根据警用防弹衣标准，采用级防弹等级规定的年式手枪弹垂直射击带复合防弹结构的人体躯干，弹头结构为圆头铅芯覆铜钢被甲，长度为，直径为，质量为，初速度为。同时，该标准还规定了防弹衣有效防护的临界皮肤凹陷深度为。手枪弹建模为面体单元，网格尺寸为，采用算法。研究防弹衣后钝性伤的产生机制未受到手枪弹的直接射击，吸收的能量较小另方面是由于复合防弹结构背板为，可以起到缓冲作用，从而削弱了复合防弹结构对人体的冲击作用。因此，复合防弹结构吸收了较多的能量，而传递给人体的能量较少。数值模拟结果表明，当手枪弹作用于带复合防弹结构的人体躯干时，复合防弹结构未被击穿，并且皮肤的最大凹陷深度为，小于标准规定的，则复合防弹结构可以有效降低手枪弹的杀伤力，并保护人体躯干不受损伤。同时，可以发现复合防弹结构后皮肤的凹陷深度较小，这是由于人体躯干对复合防弹结构官，如心脏模型包含了心房和心室等结构，因而具有较高的结构逼真度。皮肤由表皮真皮和皮下组织组成，厚度分别为和，被划分为个壳单元，其他组织器官被划分为个面体单元，采用算法。组织器官除皮肤之间采用自动面面接触，皮肤与肌肉之间采用固连面面接触。图防弹衣后钝性伤计算模型复合防弹结构由层和层热塑性聚氨酯弹性体橡胶进行硬软硬组合而成，总厚度为，其中，面板厚度为，其余各层厚度均为，防护面积为，面凹陷深度为，小于标准规定的，则复合防弹结构可以对人体躯干进行有效防护，人体躯干不会出现损伤。尽管复合防弹结构未被击穿，但手枪弹能量仍通过复合防弹结构传递给人体，致使人体躯干吸收了能量，从而造成人体组织器官的损伤。在手枪弹钝性冲击作用下，人体组织器官中产生的应力波会以弹着点为峰值中心向周扩散，呈现由表及里由近到远的传播规律，并在传播过程中不断衰减，因此近弹着点组织器官的力学响应时间最早，力学响应参数最大，损伤程度也最严重。以弹着点处的胸骨速度为胸壁运动速度，得到衣后钝性伤导致死亡的案例，虽然子弹未击穿防弹衣，却振碎了根肋骨，肋骨碎片插入心脏而导致死亡。年，等报道了首例防弹衣后钝性肺损伤的案例，由此开启了防弹衣后钝性伤的研究。年，等开发出世界上第个人体胸部有限元模型，奠定了人体数值模拟研究的基础。年，等，开发出人体躯干有限元模型，先后模拟了手枪弹对人体躯干的钝性损伤过程，并通过假人试验验证了有限元模型的有效性，从而开创了该领域数值模拟研究的先河。张启宽研究了步枪弹对人体躯干的钝性冲起到了定的支撑作用，尤其是骨骼，其刚度阻尼比较大。摘要为了研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应，建立了由皮肤肌肉横膈膜内脏器官和骨骼组成的人体躯干模型。基于有限元分析软件，模拟初速度为的手枪弹对带复合防弹结构的人体躯干的钝性损伤过程，并验证防弹衣后钝性伤模型的有效性。结果表明，复合防弹结构能抵抗手枪弹的射击而不被击穿，但手枪弹能量仍通过复合防弹结构传递给人体躯干，从而造成人体组织器官的损伤，并且组织器官与弹着点之间的距离决定了研究防弹衣后钝性伤的产生机制和人体躯干的力学响应人类学论文反向运动的原因是皮肤和肌肉均具有定的弹性，当手枪弹速度衰减为后，受压缩的皮肤和肌肉会回弹，从而将部分能量传递给手枪弹，使手枪弹获得部分动能后开始进行反向运动。图手枪弹对复合防弹结构的冲击过程图手枪