槍彈傷是戰(zhàn)爭和反恐沖突中人員所面臨的主要威脅,防彈衣的使用能夠有效減少槍彈造成的貫穿性損傷。盡管手槍彈被阻擋不能穿透人體組織,但仍有部分能量通過防彈衣傳遞到人體,造成胸腹部靶器官損傷,這一現(xiàn)象被稱為“防彈衣后鈍擊傷”(Behind Armor Blunt Trauma, BABT)。BABT發(fā)生時人體靶標的力學響應是研究鈍擊傷力學機制、進行傷情預測和防護具性能評估的重要依據(jù)。本文針對手槍彈對帶防彈衣人體軀干靶標的鈍擊作用進行建模和仿真研究。 本文建立了手槍彈、防彈衣和人體軀干的有限元模型,手槍彈有限元模型采用六面體網(wǎng)格劃分,賦予了彈塑性材料模型。防彈衣有限元模型采用了殼單元分層的建模方法,并賦予帶損傷的復合材料模型。人體軀干包含皮膚和肌肉、縱膈、胸骨、軟骨、肋骨、脊柱、心臟、肺臟、肝臟和胃的有限元模型是從三維CT掃描標準化人體出發(fā)建立的,采用四面體網(wǎng)格劃分,并對皮膚和肌肉、縱膈、器官賦予粘彈性材料模型,骨架賦予線彈性材料模型。 對手槍彈非貫穿彈道侵徹作用下防彈衣的破壞形態(tài)進行數(shù)值模擬。研究結果表明,基于防彈衣有限元模型的數(shù)值模擬結果的破壞形貌與實驗現(xiàn)象基本一致,超高分子量聚乙烯纖維復合...

【文章頁數(shù)】：50 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 論文研究的目的和意義
    1.2 防彈衣類型、特點
    1.3 人體有限元模型的研究發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 本文研究的主要內(nèi)容
2 手槍彈侵徹單獨軟體防彈衣靶標計算模型
    2.1 手槍彈有限元模型
        2.1.1 有限元模型
        2.1.2 材料模型
    2.2 防彈衣有限元模型
        2.2.1 超高分子量聚乙烯纖維
        2.2.2 有限元模型
        2.2.3 材料模型
    2.3 有限元計算模型
        2.3.1 計算模型
        2.3.2 接觸類型
    2.4 本章小結
3 帶有軟體防彈衣人體軀干靶標有限元模型
    3.1 人體軀干三維表面模型的構建
        3.1.1 人體軀干三維圖像的掃描
        3.1.2 重建人體軀干三維表面模型
    3.2 人體軀干三維有限元模型的構建
        3.2.1 有限元模型
        3.2.2 材料模型
    3.3 有限元計算模型
        3.3.1 計算模型
        3.3.2 接觸類型
    3.4 本章小結
4 手槍彈侵徹單獨軟體防彈衣靶標的數(shù)值分析
    4.1 侵徹過程分析
    4.2 侵徹速度衰減分析
    4.3 本章小結
5 非貫穿彈道沖擊防彈衣后人體軀干靶標的力學響應分析
    5.1 皮膚、骨架和器官等效應力場演化分析
    5.2 骨架和器官壓力場演化分析
    5.3 測量位置數(shù)據(jù)分析
        5.3.1 皮膚彈著點及離彈道點20mm處的測量結果分析
        5.3.2 骨架和器官測量位置的數(shù)據(jù)分析
            5.3.2.1 測量位置等效應力分析
            5.3.2.2 測量位置壓力分析
    5.4 計算結果的合理性分析
        5.4.1 與仿真結果的比較
        5.4.2 與動物實驗結果的比較
    5.5 本章小結
6 結論
致謝
參考文獻



本文編號：3861812