全球范围内肥胖人口数量持续增加,现有汽车碰撞安全相关法规均是依照标准体型人群所制定,所以研究肥胖乘员碰撞损伤具有较大意义,同时研究肥胖乘员碰撞损伤机理的关键是研究脂肪材料的力学特性及其本构参数。脂肪组织是人体重要的组织结构,当人体受到冲击负荷,包括汽车碰撞、跌倒、爆炸效应时脂肪组织对人体起到重要的防护作用。本文总结了国内外脂肪组织的生物力学性能参数的研究成果,并对其性能参数进行分类、整合。首先使用猪中层脂肪组织作为样本进行准静态加载拉伸实验。拉伸实验数据显示,脂肪组织具有一定的各向异性及高度应变率依赖性。依据脂肪组织准静态拉伸下的力学响应,使用Abaqus软件对Mooney-Rivlin本构模型、Yeoh本构模型、Neo Hooke本构模型、Ogden本构模型行为进行表征拟合,发现Yeoh本构模型及Ogden N6本构模型均能较好地表征脂肪组织在准静态条件下拉伸力学行为。由文献中脂肪组织压缩实验曲线对以上四种本构模型进行拟合求参,可知Mooney-Rivlin本构模型、Yeoh本构模型、Ogden N6本构模型均能较好的拟合脂肪组织压缩实验曲线。基于脂肪组织压缩实验、拉伸实验的力学响拟合求得一组可以表征脂肪组织力学特性的本构模型及参数。由于拟合软件内置本构模型不够全面,且拟合出的部分本构模型参数复杂与后期仿真软件Pam-Crash内置本构模型不匹配,所以使用优化方法结合有限元技术对本构模型进行参数反求,以补充拟合研究的不足,得到更全面且精准的脂肪组织本构模型及其参数。首先建立脂肪组织压缩实验有限元模型,对四种表征脂肪组织的本构模型进行参数筛选并基于MFD算法进行参数反求,发现在应变率(260s-1)时Viscoelastic本构模型及Ogden本构模型对脂肪组织压缩响应反求效果较好。由反求结果可知Viscoelastic本构模型相比Ogden本构模型对碰撞时脂肪组织的力学响应表征更准确,并反求Viscoelastic本构材料、Ogden本构材料的相关参数。通过三种不同BMI指数的6岁儿童乘员有限元模型,研究Viscoelastic、Ogden本构模型对于肥胖儿童乘员碰撞损伤的影响,两种本构模型仿真结果均指出肥胖儿童乘员胸腹部损伤数值随BMI指数的增加而增大。分析两种本构模型的损伤数据,得到通过参数反求后的Viscoelastic本构模型更适合作为肥胖儿童有限元仿真中的脂肪材料。通过儿童有限元模型仿真确定安全带佩戴高度对于乘员损伤有一定影响。结果发现当安全带卷收器高度为1030mm时,肥胖儿童的胸腹部各项损伤值最低,此时安全约束系统可以较好的保护肥胖儿童乘员。