汽车碰撞事故中,胸部损伤是导致乘员重伤和死亡的重要原因。乘员的人体特征参数(性别、年龄、身高和身体质量系数)对其胸部损伤特性有重要影响,中美乘员的人体特征参数分布存在明显差异。现有人体有限元模型等乘员损伤评价工具未考虑中美人体特征的多样性,具体表现为中美各自人体特征参数对胸部特征(胸腔几何形态特征、肋骨密质骨厚度分布特征和材料属性特征等)的影响,因而无法反映碰撞载荷下中美具有不同人体特征参数的乘员的胸部损伤特性。本论文的主要内容是建立能够反映中美不同人体特征参数下乘员胸腔几何形态特征变化和肋骨密质骨厚度分布特征变化的参数化人体胸腔有限元模型,该模型可用于开展中美人体特征的多样性对乘员胸部损伤特性的影响等研究。论文首先提出了一种能够基于医学CT图像数据计算人体肋骨密质骨厚度的图像分析方法,并通过尸体试验数据验证了该方法具有较高的计算精度。采用标志点提取与变换方法和肋骨密质骨厚度计算方法,基于中美医学CT图像数据,论文通过主成分分析和回归分析分别建立了以人体特征参数为自变量的中美人体胸腔几何形态和肋骨密质骨厚度分布的统计学模型,分析了中美人体特征的多样性的影响。结果表明,中美各自人体特征参数均对胸腔几何形态特征和肋骨密质骨厚度分布特征有重要影响,但中美人体特征参数的影响方式有差别,故中美具有相同人体特征参数的乘员的胸腔几何形态特征和肋骨密质骨厚度分布特征有差异。基于建立的统计学模型,论文建立了考虑肋骨密质骨厚度分布的中美参数化人体胸腔有限元模型,能够反映中美不同人体特征参数下乘员胸腔几何形态特征和肋骨密质骨厚度分布特征变化。基于完整单根肋骨尸体试验和正、侧向摆锤冲击尸体试验,论文生成了具有相应人体特征参数的有限元模型,进行了仿真验证。结果表明,论文建立的参数化人体胸腔有限元模型能够更准确模拟碰撞载荷下乘员的完整单根肋骨动态响应和胸部整体动态响应。论文探索性研究了中美人体特征的多样性对乘员胸部损伤特性的影响。基于上述建立的模型开展了正、侧向摆锤冲击载荷下的仿真计算,比较了中美不同人体特征参数下乘员的胸部损伤特性。结果表明,仅考虑中美不同人体特征参数引起的胸腔几何形态变化和肋骨密质骨厚度分布变化,中美各自人体特征参数均对碰撞载荷下乘员的胸部损伤特性有重要影响,中美具有相同人体特征参数的乘员的胸部损伤特性差异小于中美人体特征的多样性导致的差异。