發(fā)布時(shí)間：2021-02-11 12:47

　　對(duì)整車的有限元仿真簡化建立了防護(hù)車輛遭遇底部爆炸時(shí)車內(nèi)乘員小腿損傷局部等效模型,驗(yàn)證了其可行性;分析了對(duì)于乘員小腿力,地板加速度的等效性質(zhì);通過實(shí)物試驗(yàn)以及有限元仿真驗(yàn)證了小腿損傷試驗(yàn)臺(tái)的合理性。結(jié)果表明,小腿損傷模擬試驗(yàn)臺(tái)能夠用于研究爆炸環(huán)境下乘員小腿受沖擊情況,對(duì)防護(hù)型車輛乘員安全的保護(hù)設(shè)計(jì)提供了經(jīng)濟(jì)有效的試驗(yàn)支撐。 

【文章來源】：兵器裝備工程學(xué)報(bào). 2020,41(02)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

假人下脛骨軸向力曲線

整車仿真模型總計(jì)零部件part數(shù)量752個(gè)，單元數(shù)量280.5萬，調(diào)整計(jì)算時(shí)間步長4e-7s，單個(gè)計(jì)算30 ms時(shí)長模型約需40～50 h。為了縮短計(jì)算時(shí)間，并且本文重點(diǎn)研究對(duì)象是假人小腿損傷情況，并不考慮車體的狀況，在此提出局部等效模型。俞彤[12]對(duì)等效模型的可行性進(jìn)行過探究，將整車地板劃分成360塊施加相應(yīng)的加速度，慢慢縮小地板尺寸，最后發(fā)現(xiàn)賦予加速度的地板尺寸縮小到能夠覆蓋腳掌及座椅安裝點(diǎn)時(shí)，即大約700 mm×700 mm的大小，得到的假人下脛骨軸向力與整車仿真的輸出有較好的一致性。另外根據(jù)實(shí)際情況，防護(hù)車輛遭遇底部地雷爆炸時(shí)，車內(nèi)乘員下肢受到的沖擊作用僅來源于和腳底接觸的車輛地板，所以可以從整車中提取地板，座椅及假人系統(tǒng)作為等效模型，如圖3。等效模型邊界為座椅的安裝點(diǎn)加速度輸入和地板的加速度輸入。按照整車條件，輸入應(yīng)為地板處2 076個(gè)節(jié)點(diǎn)和座椅梁連接處96個(gè)節(jié)點(diǎn)的加速度或者速度歷程，即需要2 172個(gè)曲線的輸入。這樣龐大的數(shù)據(jù)量輸入既浪費(fèi)時(shí)間也不夠精簡，很不現(xiàn)實(shí)。所以在這里從整車有限元仿真結(jié)果中提取地板part的平均加速度曲線，如圖4。由于座椅安裝點(diǎn)的加速度輸入相較于地板加速度偏小，并且對(duì)本文關(guān)注點(diǎn)假人下肢脛骨軸向力影響不大，所以可以忽略不計(jì)。

等效模型邊界為座椅的安裝點(diǎn)加速度輸入和地板的加速度輸入。按照整車條件，輸入應(yīng)為地板處2 076個(gè)節(jié)點(diǎn)和座椅梁連接處96個(gè)節(jié)點(diǎn)的加速度或者速度歷程，即需要2 172個(gè)曲線的輸入。這樣龐大的數(shù)據(jù)量輸入既浪費(fèi)時(shí)間也不夠精簡，很不現(xiàn)實(shí)。所以在這里從整車有限元仿真結(jié)果中提取地板part的平均加速度曲線，如圖4。由于座椅安裝點(diǎn)的加速度輸入相較于地板加速度偏小，并且對(duì)本文關(guān)注點(diǎn)假人下肢脛骨軸向力影響不大，所以可以忽略不計(jì)。因此對(duì)提取的局部模型施加的邊界條件為:在地板處施加圖4所示的從整車仿真中提取的地板平均加速度，在座椅安裝點(diǎn)處施加六個(gè)自由度的約束，計(jì)算時(shí)長為30 ms，所需計(jì)算時(shí)間為5～6 h。局部模型假人下脛骨軸向力的計(jì)算曲線和與整車模型仿真曲線，如圖5。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]爆炸環(huán)境下車輛地板加速度對(duì)乘員小腿損傷的影響[J]. 俞彤,王顯會(huì),周云波,曾斌,王璜.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2018(21)
[2]爆炸沖擊下座椅底部防護(hù)性能改進(jìn)及參數(shù)分析[J]. 李昊,李大禹,魯超,王顯會(huì),王景景.  科學(xué)技術(shù)與工程. 2017(29)
[3]爆炸沖擊載荷下乘員小腿傷害評(píng)價(jià)指標(biāo)的對(duì)比分析[J]. 許述財(cái),黃楊,付海龍,王戈,張金換.  汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]帕累托最優(yōu)在車輛底部防護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J]. 魏然,王顯會(huì),周云波,王良模,鄭雅麗.  兵工學(xué)報(bào). 2015(06)
[5]基于Lagrange、ALE和SPH算法的接觸爆炸模擬計(jì)算[J]. 李利莎,謝清糧,鄭全平,張洪海,杜建國.  爆破. 2011(01)
[6]反美武裝的首選武器——簡易爆炸裝置[J]. 王雄高.  國外坦克. 2007(07)

碩士論文
[1]側(cè)面爆炸環(huán)境下車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D]. 彭兵.南京理工大學(xué) 2017



本文編號(hào)：3029135