张冠军，曹立波，官凤娇，张 勇，Yang King H.

(1.湖南大学，汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙 410082;2.华侨大学机电及自动化学院，厦门 361021;3.Bioengineering Center，Wayne State University，Detroit，US 48201)

前言

行人是道路交通参与者中的弱者，在交通事故中遭受的伤害比较严重。统计表明，全世界每年约有117万人死于交通事故，其中行人约占65%。我国每年交通事故造成约2.5万行人死亡，约占交通事故死亡总数的25%，行人安全形势非常严峻［1］。在汽车与行人碰撞过程中，通常是下肢最先与汽车接触，下肢是最易发生损伤的部位，而膝关节韧带损伤则是行人下肢的主要损伤形式且容易导致长期残疾。

有限元分析法在膝关节韧带的损伤研究中获得了较广泛的应用。用铰链模拟膝关节的膝关节韧带有限元模型，如文献［2］和文献［3］中开发的用于乘员安全研究的下肢模型，简单且计算速度快，但无法预测韧带损伤。早期的韧带有限元模型，如文献［4］和文献［5］中开发的用于行人安全研究的下肢模型，采用一维单元模拟，通常是弹簧阻尼单元，材料参数简单，但存在不能定义韧带与人体其它组织的接触等局限性。近期的韧带模型如文献［6］～文献［8］中开发的行人下肢有限元模型，通常采用膜(或壳)单元或体单元模拟，能够模拟韧带与其周围组织的接触，生物逼真度较好，但这类模型需要较复杂的韧带组织的材料参数，需要以深入的韧带生物力学实验为基础。韧带属于各向异性黏弹性材料，主要承受拉力，且其力学性能受应变率的影响较大。……