基于空气流场压力分析的头盔冲击波防护效能研究

ZHANG Wenchao, WANG Shu,LIANG Zengyou, QIN Bin, LU Haitao, CHEN Xinyuan,LU Wenjie

wf(2022)

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Abstract
研究典型战斗头盔对爆炸冲击波致颅脑冲击伤的防护效能.首先开展了50gTNT距有无头盔防护下头部模型1m处爆炸的抗爆试验,采集了有无防护下头部前额、颅顶、颅后冲击波超压并进行了对比分析;建立了具有典型颅脑结构的头部有限元模型并进行爆炸冲击波加载,对试验工况进行了仿真再现,通过试验结果验证了仿真模型有效性;同时利用数值仿真对不同工况下冲击波流场压力变化规律进行分析;进一步利用数值仿真研究了泡沫衬垫对头盔防护能力的影响.研究结果表明,典型战斗头盔可使前额空气超压衰减为无防护时的54.5%,但是会使颅后空气超压增强为无防护时的2.19倍,对颅后冲击波防护产生负面效果;头盔悬挂中泡沫衬垫能消弱头盔对颅后防护的负面效果,提高头盔对冲击波的防护能力.
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