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作者:秦昊;尤文斌;丁永红;
单位:中北大学电子测试技术重点实验室;中北大学电气与控制工程学院;
摘要:针对半密闭环境内人体躯干超压测试的挑战,本研究提出一种新型测试系统。该系统采用基于特定人体躯干力学分析设计的拟人躯干测试结构,其传感器布局精准定位前、后、左、右四个方向以精确测量不同方位的冲击波压力;运用具有1 MHz的多通道数据采集装置,确保获取准确且全面的超压峰值、正压持续时间等参数;建立二分之一有限元模型进行数值模拟,此模型充分考虑半密闭环境边界条件与人体躯干结构耦合特性,有效模拟冲击波在该复杂环境中的传播过程。在200 g TNT炸药的半密闭环境实验中,测得距离爆心2 000 mm处前面超压范围为145.12 kPa至196.31 kPa,侧面次之为58.83 kPa至82.55 kPa,背面最小为24.69 kPa至27.31 kPa。对比实验、仿真与经验公式结果,前面和侧面的仿真数据与实验数值一致性较好,背面因半密闭环境流场复杂致使误差增大;经验公式因推导条件差异与测试结果存在一定误差,但侧面一致性仍较好。
关键词:爆炸冲击波超压;;半密闭环境;;人体躯干;;测试;;数据分析
基金资助:国家自然科学基金项目(61701445);; 中北大学重点实验室开放研究基金项目(DXMBJJ2020-7)