基于Ansys的载人登月跳跃式返回过程中人体胸部骨骼系统损伤分析

• 作者: 包佳仪 周前祥 姚永杰 郭攀 程杨
• 来源期刊: 载人航天
• 关键词: 载人登月 跳跃式返回 有限元分析 胸部力学响应 损伤分析
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 基础研究|BASIC RESEARCH
• 页码范围: 182-189
• 页数: 8页
• 分类号: V528
• 语种: 中文

摘要

针对载人航天器月地返回再入过程对航天员造成损伤的问题,采用有限元方法开展探月飞船跳跃式返回过程中航天员胸部骨骼系统的生物力学仿真分析,对该过程中人体胸部骨骼及软组织可能受到的损伤做出预测.基于CT图像对人体胸部骨骼、韧带和椎间盘建立有限元模型,通过肋骨侧弯和胸部撞击实验验证了模型准确性,并在Ansys中计算各骨骼及软组织的受力情况,结合多种国际通用损伤判定标准对航天员胸部骨骼及软组织损伤情况进行分析和预测.结果表明:跳跃式返回过载条件下,航天员胸部骨骼及软组织严重以上损伤发生概率较小,但第1、4、5肋骨及胸2～3、胸3～4椎间盘相对其他部位应力较大,易损伤,应加强防护.研究结果可为航天员防护设备的改进以及航天员训练提供数据支撑.