基于爆炸理论的装甲车辆防爆座椅设计及动态特性研究

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在现代化作战中,装甲车辆已经成为了主要的陆军武器装备,发挥着至关重要的作用。但是装甲车辆在执行地面运输等任务的过程中,乘员不但承受着路面随机振动带来的不适,还面临着地雷等爆炸物的威胁。爆炸冲击严重威胁着乘员的人身安全,所以研究装甲车辆防爆座椅,提高其安全防护性能,降低车内乘员的损伤程度,这具有十分重大的意义。本文以装甲车辆座椅为研究对象,对座椅结构及其减振缓冲装置进行研究和设计,并对设计的座椅进行有限元仿真分析,以达到提升座椅整体的安全防护性能、保障车内乘员的生命安全的目的。本文的主要研究内容如下:首先,分析总结防爆座椅相关理论。分析路面振动及地雷爆炸理论,研究装甲车辆在遭受爆炸冲击后的响应情况,研究乘员的损伤并总结乘员身体各主要部位的损伤评价准则,为后续评价座椅防护性能提供理论依据。其次,设计座椅结构及减振缓冲装置。对防爆座椅进行人机工程学分析,结合人体尺寸和驾驶室空间及相关标准,确定保障乘员安全性和舒适性的座椅尺寸范围。确定座椅骨架结构间的安装方式和调节范围并建立座椅模型,设计具有减振缓冲功能的减振器和缓冲器串联安装在座椅上,为座椅的结构骨架和软质部件选用合适的材料。最后,对设计的座椅进行有限元仿真验证。以座椅三维模型为基础建立座椅有限元模型,对座椅进行静强度分析和模态分析确定座椅的结构合理性。进行动力学仿真的前处理工作,输入简化的爆炸冲击波和减振缓冲装置的性能参数,对座椅和假人组成的座椅-乘员约束系统进行动力学分析,根据座椅结构的动态响应和假人身体各部位的损伤情况分析和判断座椅整体性能及防护乘员能力。对比输入不同正弦加速度脉冲得出的两次仿真结果,分析座椅在高强度冲击和低强度冲击下的动态响应和乘员受损伤情况的不同,对座椅防护性能进行分析与展望。
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