發(fā)布時間：2020-08-18 18:35

【摘要】：在當前局部非對稱作戰(zhàn)形式下,抗爆炸沖擊型車輛憑借其優(yōu)良的機動性和防護能力使其在戰(zhàn)場上得到了廣泛的應用。隨著戰(zhàn)場形勢的變化,簡易爆炸裝置對車輛和乘員的威脅越來越大,因此在不影響整車機動性條件下,提高爆炸沖擊作用下車輛的防護性能和乘員的安全性能具有重要意義。本文以某型抗沖擊裝甲車輛為研究對象,通過理論分析、試驗研究與數(shù)值模擬相結合的方法對爆炸環(huán)境下的車身結構響應和乘員小腿損傷響應進行了研究,提出了柔性底部防護結構這個概念,并通過多目標優(yōu)化對結構進行改進。主要方法如下:首先,通過試驗與仿真驗證了爆炸沖擊條件下的炸藥空氣參數(shù)以及V形防雷組件結構在爆炸沖擊下的響應,驗證了 ALE仿真方法模擬爆炸沖擊問題的可行性和準確性。接著分析了不同的柔性底部結構在不同脈沖激勵下的假人下脛骨仿真響應分析,證明了地板上裝載柔性結構的合理性及必要性,為后續(xù)的整車結構分析及優(yōu)化工作提供理論基礎。然后,在整車爆炸試驗的基礎上建立了整車有限元模型,并對車身材料進行了靜態(tài)和動態(tài)力學試驗,為數(shù)值仿真提供準確的材料參數(shù),建立了模型在爆炸條件下的邊界條件,通過仿真以及試驗驗證了車輛的防護性能。最后將柔性底部防護結構應用于車身結構上,結合仿真結果驗證了柔性底部結構能夠提高原車的防護能力。在乘員防護安全余量較大的情況下,通過對柔性底部參數(shù)以及駕駛室車身底部板件尺寸進行了多目標優(yōu)化設計,改進優(yōu)化后的車身底部結構降低了乘員小腿部位的損傷風險,同時實現(xiàn)了駕駛室輕量化的目標,提高了車輛機動作戰(zhàn)能力及經(jīng)濟性能,并通過沖擊臺架試驗驗證了優(yōu)化結果。本文的研究方法與研究成果在提升整車乘員防護能力及車身輕量化方面具有一定的指導意義,可以為車身底部防護結構設計以及車身輕量化研究提供一定的理論參考。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TJ810.38
【圖文】：

文邐抗沖擊型車身柔性底部結構／ｓ，在此基礎上，考慮到地板與乘員腿部直接接觸，對ＳＥＡ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｇｒｏｇｙ、Ａｌｌｅｎ邋Ｖａｎｇｕａｒｄ三家公司的五種地板結構（見圖１．２）進行了沖沒有吸能作用的地板，在沖擊速度為３．７ｍ／ｓ的條件下即可達到乘員ＫＮ，ＳＥＡ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｇｒｏｕｐ的兩款地板結構在沖擊速度為９．５ｍ／ｓ的條件力峰值，Ｓｋｙｄｅｘ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司的地板結構在沖擊速度達到１０．７ｍ／員下脛骨受力峰值，在試驗的基礎上比較了不同地板結構和材料對ｓａｙｕｋｉ邋Ｓａｋａｍｏｔｏ［３４］研宄了假人測試試驗臺上不同脈沖加載情況下，地板層結構上的受力，研究假人下脛骨受力與脈沖持續(xù)時間存在一靴子與地板層接觸的深度影響假人下脛骨的受力，為了減小乘員小爆炸沖擊下的損傷，美國Ｎａｖｉｓｔａｉ？公司在駕駛室地板上裝載了如圖腳墊和懸浮地板結構，同時減小地板與側邊車體焊接的剛度等技術，的沖擊達到保護乘員小腿的目的。逡逑

抗沖擊型車身柔性底部結構防護技術研宄逡逑達到１２ｍ／ｓ，在此基礎上，考慮到地板與乘員腿部直接接觸，對ＳＥＡ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｇｒｏｕｐ、Ｓｋｙｄｅｘ逡逑Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ、Ａｌｌｅｎ邋Ｖａｎｇｕａｒｄ三家公司的五種地板結構（見圖１．２）進行了沖擊測試，結逡逑果證明了沒有吸能作用的地板，在沖擊速度為３．７ｍ／ｓ的條件下即可達到乘員下脛骨受力逡逑峰值５．４ＫＮ，ＳＥＡ邋Ｓｙｓｔｅｍ邋Ｇｒｏｕｐ的兩款地板結構在沖擊速度為９．５ｍ／ｓ的條件下達到乘員逡逑下腔骨受力峰值，Ｓｋｙｄｅｘ邋Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ公司的地板結構在沖擊速度達到１０．７ｍ／ｓ的條件下逡逑才達到乘員下脛骨受力峰值，在試驗的基礎上比較了不同地板結構和材料對乘員防護能逡逑力，Ｍａｓａｙｕｋｉ邋Ｓａｋａｍｏｔｏ［３４］研宄了假人測試試驗臺上不同脈沖加載情況下，假人下腔骨逡逑在不同的地板層結構上的受力，研究假人下脛骨受力與脈沖持續(xù)時間存在一定的關系，逡逑同時假人靴子與地板層接觸的深度影響假人下脛骨的受力，為了減小乘員小腿以及盆骨逡逑加速度在爆炸沖擊下的損傷

爆炸沖擊波衰減作用，驗證了柔性防護結構的介質(zhì)具有顯著衰減沖擊波的能力，且不同逡逑的夾層介質(zhì)防護效果不同。國內(nèi)某公司在裝甲運輸車中使用了復合材料的地板層結構，逡逑如圖１．４所示，通過減小地板剛度有效的衰減地雷沖擊對后排乘員的損傷。除了考慮整逡逑車在爆炸條件下的防護之外，車輛主要作用還是進行乘員乘車及貨物運輸作用，車輛在逡逑日常使用中經(jīng)常經(jīng)歷復雜的行駛工況，車身底部結構在不同工況下承受來自路面的交變逡逑載荷，交變載荷對車身底部的性能及壽命有著直接的影響，合理的車身底部剛度既能承逡逑受日常行車過程中的不同沖擊載荷［３８］，又能夠吸收部分爆炸沖擊傳遞到地板上的載荷能逡逑量，達到保護乘員下脛骨的目的［３９］。逡逑＿逡逑圖１．４復合材料地板層結構逡逑１．３論文主要研宄目的和內(nèi)容逡逑為提高某型抗沖擊車輛在爆炸沖擊作用下乘員下脛骨防護性能，本文以車身底部的逡逑不同地板結構的防護能力進行了數(shù)值仿真研宄，對車輛在爆炸沖擊下的車輛及乘員下脛逡逑骨響應進行了分析

【參考文獻】

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本文編號：2796577