作为一种集缓冲、助浮、救生等多种功能一体的设备,气囊具有不充气时体积小、重量轻、运输方便、低成本、可靠性高等优点,在各个行业中应用越来越广泛,气囊技术也得到不断发展,成为了现在救生技术研究的热点之一。本文分析了气囊展开的控制方程,详细讨论了气囊展开过程数值模拟中的接触非线性问题、罚函数法和控制体积法的原理。同时利用LS-DYNA中的Airbag模块,对某型气囊进行了合理简化,建立了折叠后的气囊有限元模型,成功模拟了其充气展开过程,并研究了不同充气流量对气囊展开过程的影响,得到了气囊压力、温度等重要参数随着时间的变化规律。另一方面,为了论证气囊展开数值模拟过程的准确性,进行了试验研究。设计制作了该型简化气囊,并借助于气体流量控制台,使其在不同充气速率下充气展开,并通过数据采集器记录了气囊压力变化过程,与数值模拟结果进行对比分析。同时,提出了气囊展开最大安全体积和最大安全压力的概念,对气囊工程设计有一定的指导意义。研究结果显示:1.本文建立的气囊展开模型是可行的;2.在气囊展开过程中,气囊展开速度随着充气速度的变大而加快,但二者不是简单的线性关系;3.充气速度过大不利用气囊展开的稳定性。