爆炸冲击波作用下人体肺部的损伤

王波; 杨剑波; 姚李刚; 何洋扬; 吕华溢; 唐吉思; 许述财; 张金换

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爆炸冲击波作用下人体肺部的损伤

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为探究肺部爆炸伤的致伤机制与评价指标,构建了人体-爆炸流场有限元模型,通过与爆炸事故中人员损伤情况比对,验证了模型的有效性。共进行39个爆炸工况的数值模拟,通过改变爆炸当量与距离,使得胸部受到不同量级爆炸载荷作用,肺部损伤等级从无损伤到严重损伤。通过分析爆炸流场分布、胸腔动力学响应、肺部应力分布等阐明肺部爆炸伤的力学机制。基于人体有限元模型输出的损伤响应,提出肺部爆炸伤的评价指标。研究结果表明:在爆炸载荷作用下,胸前壁高速撞击胸腔脏器,导致肺部产生应力波。随后在惯性作用下,胸前壁持续挤压胸腔脏器,并造成胸腔变形。应力波是造成肺部损伤的主要原因,胸腔变形挤压肺部造成的损伤风险较低。肺部损伤集中在靠近胸前壁及心脏的区域。胸骨速度峰值和胸骨加速度峰值可作为肺部爆炸伤的评价指标。胸部压缩量及黏性响应系数不能反映应力波对肺部造成的损伤,不适合评价肺部爆炸伤。

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来源
《爆炸与冲击》 |2022年第12期|11-19|共9页
作者
王波; 杨剑波; 姚李刚; 何洋扬; 吕华溢; 唐吉思; 许述财; 张金换;
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作者单位

清华大学汽车安全与节能国家重点实验室;

中国人民解放军32184部队;

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正文语种 chi
中图分类应用爆炸力学;
关键词
冲击波; 生物损伤力学; 肺损伤; 人体有限元模型;

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