机动车交通事故是造成儿童死伤的重要因素,现有儿童安全法规及儿童乘员约束系统均针对标准体重儿童设计。随着肥胖儿童数量的日益增加,有必要研究交通事故中肥胖儿童乘员的损伤机理。脂肪组织的本构模型和力学性能对研究肥胖人群的碰撞损伤具有重要意义。本文从力学实验方面综述了脂肪组织的生物力学性能,认为脂肪组织是各项同性的,拉伸及压缩具有对称性,具有非线性力学响应及应变率依赖特性的不可压缩性的软组织。构建低、中应变率下的脂肪组织有限元模型,分别应用四种常用脂肪组织材料本构,在不同摩擦系数下进行无约束压缩试验仿真。各个材料本构模型输出接触力均与摩擦系数呈正相关,且不同材料本构对力学响应影响尤为显著。在脂肪组织无约束压缩试验中,静摩擦系数取0.1,动摩擦系数取0.05是合理的。低、中应变率下Ogden超弹性材料本构能够良好的反应脂肪组织的生物力学响应。采用Ogden超弹性材料本构并进行筛选试验设计,确定其各个因子对目标响应的影响程度。将有限元方法与优化策略相结合,采用自适应响应面法对脂肪组织材料参数进行反求。研究结果表明:基于反求方法获得的脂肪组织材料参数具有更高的生物仿真度。通过构建具有详细等级划分的肥胖儿童乘员有限元模型,研究不同程度肥胖对儿童胸腹部损伤风险的影响,分析两种不同类型的儿童约束系统对不同肥胖程度儿童的约束保护作用。在增高垫式儿童安全座椅中,胸腹部损伤风险与BMI呈正相关。在五点式儿童安全座椅的儿童,随BMI增大,胸腹部损伤风险呈先增加后减小趋势,五点式约束系统对肥胖儿童具有更好的约束保护效果。根据基础模型进行调整得到质量模型与体型模型。研究发现肥胖儿童乘员的胸、腹部及下肢具有更高的损伤风险,同时质量与体型两因素均对肥胖儿童乘员损伤具有一定程度的影响,单一的胸部、腹部压缩比以及胸部合加速度不能良好的反应肥胖儿童乘员的损伤情况,V*C、FmaxCmax等综合性指标更适用于评价肥胖儿童乘员胸腹部损伤。