该课题以预测载人航天中长期在轨失重飞行骨丢失后脊柱抗冲击性能变化为最终研究目标，为此开展了如下主要研究：1.对比了多种SHPB测试方法，确立了一套针对多孔、低阻抗材料的行之有效的动态测试方法，为松质骨、泡沫材料动态本构的建立解决了关键技术问题；2.对离体人胸椎、腰椎等松质骨进行动态、静态检测和实验，为模型的建立提供数据基础。比较了胸椎腰椎各节段力学特性，结果表明L3应为重点关注部位，探讨骨骼微观结构、组分和性能的关系，获得了压缩强度与应变率的关系；3.通过模拟失重鼠骨的动静态及电镜测试，揭示了松质骨微观结构、动态力学性能与模拟失重时间及骨密度的演化规律，并进一步探讨了松质骨应变率的敏感特性，结果显示骨密度降低或应变率增加，应变率敏感系数增加；4.分析松质骨材料高体积百分比有效性质的细观力学模型，并以动态试验为基础，确定了松质骨率相关非线性本构关系。5．利用Minics及Altair有限元仿真软件，建立动态演化的人体脊柱仿真模型，模拟着陆冲击载荷条件进行仿真分析，获得中长期飞行骨丢失对脊柱抗冲击性能影响的关系，对中长期在轨失重飞行骨丢失后脊柱抗冲击性能变化进行了有效预测。该课题研究结果，对未来飞船安全性设计与鉴定具有重要的意义，并为与人体脊柱损伤相关的其他研究和防护措施研制提供理论和技术支持。