Page 71 - 《爆炸与冲击》2026年第3期

第 46 卷 罗 贤，等： 一种新型胸部物理模型的设计及冲击响应分析 第 7 期

表 11 不同网格尺寸下胸壁位移峰值的对比
Table 11 Comparison of peak chest wall displacements under different mesh sizes
−1
冲击速度/(m·s ) 网格尺寸/mm 峰值位移/mm 与基准网格的差异/%
2.0 11.03 −4.0
56.0 1.0 11.49 0
0.5 11.94 3.9
2.0 18.23 −3.8
86.5 1.0 18.95 0
0.5 19.93 5.2
注：相对差异以1.0 mm网格尺寸对应的峰值位移为基准计算。

2.6 肋间距变化对胸部冲击响应的影响
为探究三肋模型相较于真实胸廓在肋间距参数上的差异对冲击力学传递的影响，在保持整体几何
尺寸、材料参数、质量分布及加载工况不变的前提下，对相邻肋骨中心距 S 进行参数化分析。以基准肋
间距 S =78.0 mm 为参考，分别设置 0.8S （62.4 mm）、S （78.0 mm）和 1.2S （93.6 mm）3 种工况，并在
0
0
0
0
56.0 与 86.5 m/s 2 种典型冲击速度下开展对比计算。
仿真结果表明，不同肋间距条件下的胸壁位移-时间曲线及接触力-时间曲线在整体形态上基本一
致，但峰值响应及关键伤害指标存在一定差异。如图 7～8 所示，在 56.0 和 86.5 m/s 2 种速度下，相较于

2 500
1.2S 0 S 0
S 0 10 000 0.8S 0
2 000
0.8S 0 1.2S 0
7 500
1 500
Force/N 1 000 Force/N 5 000

500 2 500

0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0
Time/ms Time/ms
(a) 56.0 m/s (b) 86.5 m/s

图 7 不同肋间距下的接触力-时间曲线
Fig. 7 Contact force-time curves at different rib spacings

25
12.5
Boundary Boundary
S 0 S 0
10.0 1.2S 0 20 1.2S 0
Displacement/mm 7.5 Displacement/mm 15
0.8S 0
0.8S 0
10
5.0
2.5 5

0 0.5 1.0 1.5 2.0 0 0.5 1.0 1.5 2.0
Time/ms Time/ms
(a) 56.0 m/s (b) 86.5 m/s
图 8 不同肋间距下的胸壁位移-时间曲线
Fig. 8 Chest wall displacement-time curves at different rib spacings

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