垂向冲击下穿戴装备对乘员损伤影响研究*
2021-09-10王洪亮张进成叶龙学
爆炸与冲击 2021年8期
关键词:质量
尹 宁,王洪亮,张进成,彭 兵,叶龙学
(南京理工大学机械工程学院,江苏 南京210094)
在当前各国的武装冲突和反恐战争中,地雷和简易爆炸装置(improvised explosive device,IED)是军用车辆面临的巨大威胁[1]。车辆结构在爆炸冲击下遭受到极大的垂向负荷,进而导致乘员伤亡[2]。近些年来,很多研究者对于改善装甲车辆在遭受地雷和简易爆炸装置的威胁时所提供的保护已经做出重大努力。目前已有众多方案解决车辆装甲穿透带来的伤害,但是车辆底部爆炸引起的车辆垂直瞬时加速度造成的冲击还没有很好的解决方法。爆炸事件中乘员的胸、腰、盆骨和下胫骨等部位均会受到严重损伤。
车辆投入使用前需要经过整车抗爆炸试验,但是由于整车爆炸试验成本高、偶然性大且可重复性差,一般通过有限元方法虚拟分析整车防护性能,配合垂向冲击座椅跌落试验验证车内乘员保护系统性能,以缩短前期研发周期和降低研发成本。座椅跌落试验虽然无法完全模拟车辆底部爆炸事件,但在试验过程中,速度的总绝对变化与真实爆炸情况下的速度变化十分相似[3]。吕平华[4]根据设计和研制的工作实践,对100 kg 冲击试验机进行了设计和计算,根据跌落原理分析并构建了试验机的力学模型,研究了跌落高度和脉冲持续时间与加速度峰值的经验公式。于治会对跌落试验台的结构特点进行研究,认为不同产品的冲击装置技术要求存在差异,同时提出了小型跌落试验台结构上应具有的特点,从工作原理和脉冲发生器波形特点两方面进行了研究[5]。……
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