目的 为科学精准防护飞机救生爆炸切割脉冲噪声造成的听觉损伤,进行飞机救生爆炸切割脉冲噪声检测实验仿真设计.方法 按照脉冲噪声听觉损伤安全限值规定的超压评价标准,根据爆炸冲击波超压计算经验公式,分析飞机救生爆炸切割脉冲噪声超压估算的比例距离与飞机座舱内炸测点的关系.其次根据飞行员弹射操作瞬间时空特征,以及飞机座舱和座椅弹射设计,分析并仿真飞机救生爆炸切割瞬间场景,搭建炸测点位置可调整的实验平台,精准仿真座椅各位置姿态的炸点、测点位置.最后进行地面爆炸切割检测实验,收集分析实验数据.结果 基于飞机救生爆炸切割的座舱场景完成仿真设计.2次实验计算得到脉冲噪声超压值分别为165.9、165.2 dB,与实验测量曲线的脉冲噪声峰值接近;实验测得头盔隔声值为21.8 dB,与头盔实际隔声值(22 dB)接近,表明仿真实验检测数据与理论计算数据具有较好的一致性.结论 飞机救生爆炸切割脉冲噪声检测实验仿真设计可为飞行员听觉损伤防护等研究提供数据支撑.

目的 观察不同爆炸冲击波对大白兔肺部损伤伤情的影响,兔肺部损伤后死亡的预测模型. 方法 选取6只体重2.0～2.5 kg、月龄(6±1)个月的健康雄性新西兰大白兔,将其放置于90 g TNT炸药周围0.5m、0.6m、0.7m、0.9m、1.0m、1.2m爆炸距离处进行爆炸伤实验.观测爆炸冲击波特征参数、肺部大体伤情.基于实验结果,通过量纲分析理论,建立大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律并确定大白兔死亡曲线. 结果 90 g TNT炸药爆炸,冲击波峰值超压和比冲量随着爆炸距离的增加迅速减小,0.5m处的峰值超压和比冲量分别达到0.79 MPa和82Pa.s,1.2m处的峰值超压和比冲量分别为0.10 MPa和34Pa.s.0.5m和0.6m处的大白兔死亡,0.7m处的大白兔中伤,0.9m、1.0m、1.2m处的大白兔轻伤.通过量纲分析理论,建立了90 g TNT炸药爆炸条件下大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律,肺部损伤度随爆炸距离呈指数衰减[φ=(R/0.6)-5.64(φ为肺部损伤度,R为爆炸距离)].利用“超压-比冲量”准则评估大白兔是否死亡,大白兔死亡曲线为(p-0.1)(I-59)=2.6(p为峰值超压,I为比冲量),临界超压和比冲量分别为0.1 MPa和59 Pa·s. 结论建立了90 g TNT炸药爆炸条件下大白兔肺部损伤度随爆炸距离的变化规律.综合考虑冲击波峰值超压和比冲量对大白兔肺部的损伤效应,确定了兔子死亡曲线,这对爆炸伤伤情预测分析具有参考意义

目的 构建三维有限元模型,并探讨颈动脉爆炸冲击伤的生物力学机制.方法 基于1名健康男性志愿者头颈CT血管造影(CTA)影像学数据,应用Mimics软件提取三维几何模型.应用Geomagic Studio软件对几何模型进行颈动脉、软组织非均匀有理B样条(NURBS)曲面拟合,得到三维实体模型.应用HyperMesh软件进行体网格划分,得到包括动脉血管、血液及周围软组织的颈动脉三维有限元模型.设置材料参数及边界条件,设置血管壁破裂损伤阈值为1 MPa,在LS-DYNA软件中模拟颈部距MK3A2型手榴弹80,70和60 cm爆炸冲击致伤颈动脉的动态过程,输出冲击波波形、超压峰值,输出应力云图分析损伤形态及应力分布,输出应力时间曲线分析力学变化.结果 距爆心80,70和60 cm时,冲击波超压峰值分别为0.45,0.63和0.96 MPa.80 cm时血管壁应力峰值为0.43 MPa,管壁尚未破裂;70 cm时,头臂干应力峰值大于1 MPa,出现较小破裂;60 cm时,头臂干和升主动脉应力峰值均大于1 MPa,出现明显破裂;双侧颈总动脉根部、头臂干、升主动脉等部位血管前壁为高应力集中区,表现为损伤破裂高发区.结论 成功构建颈动脉爆炸冲击伤有限元模型,可以用于分析爆炸冲击致伤颈动脉的力学响应和损伤机制.爆炸冲击过程中瞬间应力突变达到或超过血管壁损伤阈值是其损伤及破裂的主要致伤机制;距爆心为60及70 cm时,管壁应力峰值大于1 MPa,即可出现颈动脉破裂.可为颈动脉爆炸冲击伤临床救治和损伤防护提供参考.

本文报道了等变／截面组合式生物激波管的结构，并进行了压力传感器动态标定。动物试验表明，弱激波条件下，本设备的超压峰值和正压时可导致豚鼠鼓膜穿孔、大鼠轻度直至致死性冲击伤。该激波管具有组合方式多、模拟多种爆炸波的能力强、使用费低等特点。

目的 通过肺冲击伤防护效应及冲击波超压峰值衰减效能进行检测、验证,筛选防冲击波性能良好的新型聚脲类材料,为冲击波防护装备的研制提供理论基础和材料支撑.方法 采用7 kgTNT炸药球,在旷场空爆条件下,观察距离爆心3.8m和5.8m处被覆不同组合防护材料的人体躯干模型的冲击波超压峰值变化.根据新型聚脲类材料(PUR)分子结构和组分(分子结构改造、微米级玻璃颗粒夹杂)不同,以及与现役使用的防弹材料超高分子量聚乙烯(PE)组合分为8组:PE、PUR1+PE、PUR1G20+PE、PUR1G30+PE、PUR2+PE、PUR2G20+PE、PUR2G30+PE、PUR3+PE;每组材料组合于两个距离各测试1次.同时选择衰减冲击波性能良好的聚脲类材料品种,制备山羊胸部防冲击波模具,进行生物防护效应实验.选取24只实验山羊随机分为无防护组、PE防护组、优选聚脲(PUR)防护组和优选聚脲+PE防护组.根据7 kg TNT空爆冲击波超压估值,选择具有较强冲击波杀伤范围的距离爆心3.6、3.8m处观察穿戴优选聚脲模具山羊在上述模拟实爆条件下,胸壁加速度、生命体征、肺脏伤情及其等级变化.结果 在距离爆心3.8m和5.8m处,新型聚脲组对冲击波衰减效能较PE组分别增加23％～35％和25％～ 50％.在距离爆心3.6m和3.8m处,优选聚脲+PE防护组动物胸壁加速度较无防护组分别降低55.56％和65.20％,肺脏伤情较PE防护组显著减轻,伤情等级减轻2级.结论 新型聚脲材料通过衰减冲击波对肺冲击伤有高效防护效能.

本研究旨在探讨单纯冲击波负压的致伤可能性，模拟不同的冲击波负压参数使动物致伤。实验结果表明，一定强度的冲击波负压确能使动物致伤，动物伤情范围与超压致伤后的伤情变化基本相同。肺是冲击波负压作用的主要靶器官，肺损伤表现为不同程度的出血水肿，肺表面出现典型的条状出血性压痕，这与肺同胸壁相互撞击有关，冲击波负压与动物伤情间呈现一定的量效关系，动物伤情随着冲击波负压峰值的增大、持续时间的延长和降压时间的缩短而加重，这一关系可以用线性回归方程来表示，通过物理参数预测动物伤情。

目的：:研究冲击波暴露对豚鼠内淋巴囊（ES）的影响，着重耳蜗形态和ES应答性改变间的相关性。方法：:应用生物激波管产生的冲击波暴露，超压峰值182.2dB，持续时间10ms，于冲击波暴露前和暴露后不同时间，以光镜、扫描电镜、透射电镜观察ES和螺旋器的形态变化。结果：:早期0小时螺旋器毛细胞无明显改变，而ES腔内浮游细胞量增加，沉积物增多和较多的红细胞；稍晚的24小时～7天，螺旋器毛细胞显示不同程度损害，而ES腔内吞噬活性强的浮游细胞、沉积物产生相应改变。结论：:冲击波暴露早期可激发具有吞噬活性的浮游细胞应答性增加；稍晚期ES似对螺旋器损伤后的细胞碎片和变性废物起着吞噬、排泄作用。

目的:探索冲击波强度与幼年大鼠肺冲击伤程度的量效关系,为儿童冲击伤研究提供动物模型和基础.方法:选取20天龄幼年健康SD雄鼠40只,随机分为4组:BIG1、BIG2、BIG3和BIG4,每组各10只,采用BST-Ⅰ型生物激波管以4.8～5.8 MPa驱动压致伤,观察各组动物伤后生命体征、肺大体解剖和光镜病理等,并进行肺冲击伤严重程度评分.结果:幼鼠在驱动压致伤后均出现了不同程度的呼吸急促、心率加快的表现,外耳道出血发生率为57.5％(46/80).肺大体解剖表现为不同程度的肺出血、水肿和肺不张等.光镜下病理主要表现为不同程度的肺出血、渗出、炎症细胞的浸润、肺间质水肿增厚、肺泡内水肿和肺泡壁的断裂等.4.8 MPa驱动压时,动物所受超压峰值为433 kPa,正向冲量14226.4 kPa?m,肺器官损伤定级(OIS)集中在Ⅱ、Ⅲ级(40％、30％),肺冲击伤简明损伤定级(AIS)评分为0.90±0.57,损伤程度为轻度;5.0 MPa驱动压时,超压峰值为447.7 kPa,正向冲量14463.5 kPa?m,OIS多集中在Ⅲ级(60％),AIS评分为1.60±0.69,损伤程度为中度;5.5 MPa驱动压时,超压峰值为484.7 kPa,正向冲量15017.0 kPa?m,OIS多集中在Ⅳ级(70％),AIS评分为3.10±0.56,损伤程度为较重;5.8 MPa驱动压时,超压峰值为506.8 kPa,正向冲量15325.5 kPa?m,OIS集中在Ⅴ级(40％)附近,AIS评分为4.00±0.67,肺损伤程度为重度.各组间损伤严重程度有明显统计学差异(P<0.05).结论:利用BST-I型生物激波管,采用4.8～5.8 MPa高压段的驱动压可建立稳定的幼年SD鼠轻～重度肺冲击伤模型.幼年大鼠肺组织对冲击波损伤的耐受性强于成年大鼠肺组织,也强于幼年兔肺组织,其机制尚不太清楚,值得进一步深入研究.