爆炸冲击环境下车内乘员空间安全防护技术研究

发布时间：2022-12-23 23:43

　　如何在军用车辆遭遇地雷爆炸时最大程度的保护乘员,降低乘员损伤风险,是近年来车辆防护研究方向一直关注的重点。但此前的防护方法多关注于爆炸结束后乘员身体各部位的损伤值,很少有人关注乘员遭遇爆炸冲击时在车内的运动情况,忽略了乘员肢体与车身碰撞而造成的二次损伤。随着战场形势的变化,简易爆炸装置对车辆和乘员的威胁越来越大,因此在不影响整车机动性的条件下,尽可能提高乘员空间安全性并在最大程度上降低乘员的损伤风险具有重要意义。本文以某轻型轮式战术车辆为研究对象,通过有限元仿真分析与试验研究相结合的方法对爆炸冲击环境下的车内乘员的肢体运动响应和损伤程度进行了研究,提出了在爆炸冲击环境下车内乘员空间安全性的概念,并通过改进乘员约束系统、增加防护结构有针对性的提高了乘员的空间安全性。本文主要工作及结论如下:首先,通过研究在碰撞中客车和商用车内乘员生存空间的定义方法和评价方法,根据爆炸冲击下轻型战术车辆中乘员的肢体运动特征,再结合前人对人体生物力学的研究,提出了爆炸冲击环境下车内乘员空间安全性的评价方法。接着建立了目标车辆的有限元模型,利用有限元分析的方法,分析了本文研究的目标车辆在6kg地雷爆炸冲击下车体... 

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 爆炸冲击环境下车内乘员损伤机理研究
        1.2.2 爆炸冲击环境下车内乘员安全防护技术研究
    1.3 本文研究目的和主要内容
2 爆炸冲击环境下乘员空间安全性评价方法研究
    2.1 碰撞环境下乘员生存空间的评价方法
    2.2 爆炸冲击环境下车内乘员空间安全的评价方法
        2.2.1 乘员生存空间的评价方法
        2.2.2 乘员损伤程度的评价方法
    2.3 本章小结
3 爆炸冲击环境下乘员空间安全性仿真分析与评价
    3.1 整车及乘员约束系统有限元模型建立
        3.1.1 模型简化与几何清理
        3.1.2 网格划分与质量检查
        3.1.3 材料参数设置
        3.1.4 整车连接有限元模型建立
        3.1.5 乘员约束系统有限元模型建立
    3.2 仿真结果分析
        3.2.1 乘员生存空间评价
        3.2.2 乘员损伤程度评价
    3.3 本章小结
4 乘员的头部空间安全性改进研究
    4.1 简化有限元模型的建立与验证
        4.1.1 简化有限元模型的建立
        4.1.2 简化有限元模型的验证
    4.2 安全带形式对空间安全性的影响
        4.2.1 假人运动响应对比分析
        4.2.2 假人生物力学响应对比分析
    4.3 吸能元件对空间安全性的影响
        4.3.1 座椅响应对比分析
        4.3.2 假人运动响应对比分析
        4.3.3 假人生物力学响应对比分析
    4.4 改进前后乘员的头部空间安全性对比分析
    4.5 本章小结
5 乘员的腿部空间安全性改进研究
    5.1 脚垫结构设计
        5.1.1 蜂窝铝脚垫结构
        5.1.2 泡沫铝脚垫结构
        5.1.3 镂空式脚垫结构
    5.2 不同脚垫结构的效果对比分析
        5.2.1 脚垫响应对比分析
        5.2.2 假人运动响应对比分析
        5.2.3 假人生物力学响应对比分析
    5.3 改进前后乘员的腿部空间安全性对比分析
    5.4 本章小结
6 改进方案的仿真分析与试验验证
    6.1 改进后乘员空间安全性仿真分析
        6.1.1 乘员生存空间评价
        6.1.2 乘员损伤程度评价
    6.2 整车爆炸试验
        6.2.1 试验目的
        6.2.2 试验要求
        6.2.3 试验仪器
        6.2.4 试验结果
    6.3 本章小结
7 总结与展望
    7.1 全文总结
    7.2 展望
致谢
参考文献
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]轻型装甲车辆不同底板结构防爆性能比较分析[J]. 李帅,李向荣,田延泰,杨建兵.  弹箭与制导学报. 2018(03)
[2]爆炸冲击载荷下乘员小腿伤害评价指标的对比分析[J]. 许述财,黄杨,付海龙,王戈,张金换.  汽车安全与节能学报. 2016(04)
[3]车辆受垂向强冲击时座椅安全带的防护效果比较分析与锚点位置优化[J]. 孙靖譞,吕振华.  清华大学学报(自然科学版). 2016(12)
[4]基于抗冲击波响应的新型蜂窝夹层结构多目标优化设计[J]. 王显会,佘磊,郭启涛,魏然,郑雅丽.  车辆与动力技术. 2014(04)
[5]爆炸冲击载荷作用下车辆和人员的损伤与防护[J]. 张钱城,郝方楠,李裕春,于渤,刘剑锋,金峰,卢天健.  力学与实践. 2014(05)
[6]应力波在泡沫铝夹层三明治板中传播规律的数值研究[J]. 胡亚峰,顾文彬,刘建青,王怀玺,黄鹤,徐景林.  爆破器材. 2014(05)
[7]两种典型安全带布局对乘员的保护比较[J]. 贾栋,邱信明.  科学技术与工程. 2013(06)
[8]防地雷反伏击车的发展历程与技术演变[J]. 韩梅,李补莲.  国外坦克. 2013(01)
[9]爆炸防护座椅[J]. 王雄高.  国外坦克. 2010(11)
[10]联合国维和行动的发展及其面临的主要挑战[J]. 周承顺,王洪海.  武警学院学报. 2010(07)

博士论文
[1]基于侧翻碰撞安全性的客车车身改进设计及乘员损伤研究[D]. 阮诚心（NGUYEN THANH TAM）.湖南大学 2012

硕士论文
[1]基于底部防护的乘员约束系统关键技术研究[D]. 李昊.南京理工大学 2017
[2]钝感起爆器抗高过载特性分析[D]. 仇裕成.南京理工大学 2017
[3]某型车身底部防护结构改进及优化技术研究[D]. 佘磊.南京理工大学 2015
[4]某型客车动态翻滚分析及乘员生存空间研究[D]. 朱雄.合肥工业大学 2014
[5]汽车正面碰撞中儿童乘员损伤防护技术研究[D]. 马东杰.武汉理工大学 2012
[6]商用车被动安全性仿真分析与改进设计[D]. 赵紫剑.吉林大学 2009



本文编号：3725633