弹射座椅冲击特性试验及仿真研究

分析了飞机弹射座椅的弹射救生原理,建立了弹射座椅冲击试验方案,得到了试验过程中座椅结构的动态响应。在此基础上,应用冲击动力学软件DYTRAN建立了弹射座椅冲击试验数值分析模型,对弹射座椅冲击试验进行了数值仿真,分析了弹射座椅在冲击载荷作用下的响应规律。通过对比试验结果与仿真结果可知,仿真结果在响应规律、响应值等方面与试验结果吻合良好。     

弹射座椅冲击过程数值模拟方法

以某型弹射座椅为研究对象,建立有限元模型进行座椅结构的冲击动力学仿真.分析了座椅结构在冲击载荷作用下的响应规律,指出了可能导致座椅弹射失败的薄弱环节.仿真过程中总结了结构冲击的一般规律,并分析了阻尼在类似的冲击过程中对响应结果的影响.为以后复杂结构的冲击动力学研究提供了参考依据.     

冲击载荷下弹射座椅的结构优化设计方法研究

运用动载系数将冲击载荷转化为拟动态载荷,在此基础上用变密度法建立了弹射座椅结构优化数学模型,提出了冲击载荷作用下弹射座椅的结构优化设计方法,并进行结构优化设计实例计算,得到了能够满足冲击力作用的优化结构.     

弹射座椅的冲击动力学分析研究

将冲击动力学和有限元分析方法相结合，建立了复杂结构在冲击载荷作用下的分析计算方法。通过对军用飞机弹射座椅所受不同冲击载荷的对比计算，分析了弹射座椅的响应规律和可能的失效形式。通过仿真计算有利于在设计阶段掌握弹射座椅薄弱环节，其方法对同类复杂结构的冲击动力学分析计算具有参考价值。     

弹射救生系统延期机构指标极限状态分析评估

运用正态分布理论对某型弹射救生装置指令弹射系统中的程序延期机构A和B的延期指标极限状态进行分析,评估出"某型弹射救生装置正、副驾驶员座椅弹射间隔不大于0.67 s"这一事件发生的概率,为由于弹射间隔过小而带来的多座弹射干扰问题的总体决策提供必要理论支持。     

基于模块化设计的ACES-Ⅱ弹射座椅

ACES-Ⅱ弹射座椅进行模块化设计旨在减少维修工时和后勤保障费用。介绍了模块化设计的概念和模块划分原则,详细阐述了ACES-Ⅱ座椅模块的具体划分及其安装／拆卸,最后分析了座椅模块化设计及其维修性改进对我国军机弹射座椅设计具有的借鉴价值。     

基于人因工程学的座椅设计与评价

利用人因工程学原理,对座椅的设计进行了较为深入的研究.对不同功能的座椅进行了不同的设计,尤其对座椅的椅面、高度、宽度、深度及倾角和靠背的高度、宽度及倾角作了详细的阐述,利用人因工程学原理,设计出了最安全、最舒适的座椅,并对座椅进行了分析评价,提高了座椅的工作效率和舒适性.     

工程机械座椅减振技术研究现状

座椅的主要作用是支撑人体的身体质量,减缓车辆传递给人体的振动和冲击,给驾驶员和乘坐者提供良好的乘坐环境和操作条件。工程机械工作环境恶劣且行驶路面复杂多变,座椅减振系统直接影响驾驶员乘坐舒适性和身体健康情况。对国内外工程车辆座椅减振系统的研究现状进行了概述,并对工程机械座椅减振技术的发展趋势进行了展望。     

考虑座椅靠背倾角对人体振动的响应研究

道路引起的振动通过轮胎、悬架、车身和座椅传递给人体，座椅设计对提高乘坐舒适性起到至关重要的作用。文中基于车辆的乘坐动力学特性和试验人体对振动的响应，建立坐姿人体多体动力学模型，由大腿、骨盆、躯干、头部和心脏5个部分组成。推导靠背角度在0°,10°,20°,30°时座椅的传递率和总吸收功率。结果表明：适度增加靠背倾角可以降低座椅传递率和总加权吸收功率，但过多增加会导致座椅传递率出现不规则上升，降低舒适性。针对不同靠背倾角对人体振动的响应研究，可以有效用于载运工具座椅设计工作。     

基于人因工程的廉价航空客舱座椅排距优化研究

座椅排距是衡量乘客舒适度的关键指标。通过统计分析现场采集的真实有效的乘客数据得到座椅排距设计所需的身体各部位尺寸,结合人因工程学设计原理建立乘客在恒力作用下的舒适度模型,计算得到基于廉价航空公司航线结构的座椅排距和椅背倾角。并通过人机工程仿真软件JACK对比不同座椅排距下的工效评价结果来验证优化后的排距的合理性。最后利用该排距尺寸对国内廉价航空公司常用机型的座椅布局进行优化和评价。     

行李箱冲击某汽车后排座椅的仿真分析与优化

为满足法规GB15083-2006要求,设计安全优质的后排座椅骨架结构。应用Hypermesh前处理器对某款车型建立座椅行李箱冲击试验的有限元模型,并利用Ls-dyna求解器对冲击过程进行仿真分析。分析结果表明该座椅在行李箱冲击试验中不满足法规要求。选取行李箱冲击后排座椅过程中变形量较大的靠背管并对其结构进行优化。提出了将靠背管横截面由圆形改进为椭圆形和将靠背管改进为钣金件两种方案。通过分析优化后座椅靠背管应力、应变最大值以及座椅头枕及靠背与评判面之间的距离,在轻量化的前提下选定方案2为最优。该方案提升了后排座椅的抗冲击能力,座椅头枕及靠背与评判面之间的距离曲线峰值明显降低,座椅结构满足法规要求。     

弹射座椅联锁装置锁臂的有限元分析及结构设计

针对弹射座椅联锁装置中关键零件因失效而导致弹射救生失败的问题,在联锁装置主要机构运动分析的基础上,将有限元法引入到锁臂结构的模型分析中,对其进行变形仿真分析,得到锁臂模型在加载后的合位移云图和等效应力云图,明确了变形量过大可能是锁臂失效的原因之一。为此,提出了锁臂结构设计的新方案,通过仿真分析并与之前锁臂的分析进行比较,发现锁臂端部的应变明显变小,验证了新方案的可靠性,为联锁装置的深入研究进行了必要的探索,对提高弹射座椅的安全性能具有积极的意义。     

基于逆向人体建模技术的工作座椅设计方法

为研究座椅的尺寸参数及舒适性等人机工程问题,运用逆向工程技术获取了人体表面的点云数据,通过Pro/E软件进行了人体参数化模型的重构。以解剖学知识及我国成年人体尺寸为依据,对三维人体模型进行了结构划分,构建了多关节自由度的运动约束模型,并根据健康坐姿知识,快速生成了多百分位人体坐姿三维模型。对座椅主要几何尺寸进行了理论设计,并依据人体几何尺寸、边界条件、自然腰椎形状及健康坐姿要求绘制了座椅的正面及侧面轮廓图。为发挥工业设计软件快速生成模型的特点,以Rhino为平台,导入男性95百分位三维坐姿模型,进一步确定了座面、腰靠、肩靠、颈靠、2个扶手等6个与人体紧密接触部位的空间位置及基本几何形状,并对理论设计结果进行验证。运用NURBS曲面建模技术完善了座椅的形状设计,得到"人-椅"几何匹配模型,为工作座椅的进一步设计研究提供参考。     

座椅参数对乘员正面碰撞的损伤影响研究

为确定碰撞时座椅的最佳位置,采用Hybrid III 50th假人有限元模型,研究了座椅前后位置、坐垫高度、坐垫倾角及靠背倾角四个参数对乘员头部HIC36、胸部3ms合成加速度、胸部压缩量和左右大腿力的影响。结果表明单独改变座椅前后位置时,座椅从参考位置向后移动65mm,加权损伤准则(WIC)最小;单独改变坐垫高度时,坐垫从参考位置向上移动40mm,加权损伤准则(WIC)最小;单独改变坐垫倾角时,坐垫倾角为22°时,加权损伤准则(WIC)最小;单独改变靠背倾角时,靠背倾角为35°时,加权损伤准则(WIC)最小,因此在碰撞发生前调整座椅参数能够有效降低乘员的损伤风险,该结论对进一步进行主动式安全座椅参数优化具有重要意义。     

剪式座椅结构参数变化对其减振性能的影响分析

针对座椅结构参数对剪式座椅减振性能影响尚不明确的问题,对JF-C-01型汽车剪式座椅结构参数变化与其减振性能关系进行了研究。对座椅悬架结构特点、减振特性影响因素和座椅性能研究方法进行了归纳,提出了一种剪式座椅减振特性的分析方法;通过力学分析推导了座椅悬架的运动微分方程,得到了驾驶员-座椅悬架单自由度简化模型;采用数值仿真法分析了阻尼器倾角、弹簧位置、剪杆长度和倾角变化对座椅减振性能的影响。研究结果表明:阻尼器倾角对座椅减振性能影响明显,随着阻尼器倾角的减小,座椅在隔振区的振动衰减能力增强,但振动放大区的峰值频率和振幅均有所增加;弹簧位置、剪杆长度和倾角在座椅尺寸范围内变化时对座椅减振性能的影响很小;该模型可为剪式座椅的结构性能优化提供依据。     

小型无人机气动肌腱式弹射系统动态仿真与优化

针对冲击气缸式无人机弹射系统耗气量高、质量大、动态特性差等弊端,提出了一种仿生气动肌腱式无人机弹射系统,利用气动肌腱的弱非线性,通过配置楔角以改善无人机加速阶段的受力情况,减缓加速度波动。对该弹射系统进行数学建模和动力学分析,并搭建Simulink模型对该系统进行仿真求解;通过MATLAB与Simulink对现有加速轨道通过多目标遗传算法实现进一步优化。优化后的加速轨道能提升加速度均值、气动肌腱能量利用率和起飞速度,且降低了加速度峰值,加速度波动在原有基础上降低了76.79%。仿真和优化结果表明,提出的气动肌腱式无人机弹射系统不仅避免了冲击气缸式弹射系统的缺点,还能进一步平缓加速度,减小整体系统的最大过载。     

坐姿体压分布测量系统的研究

介绍了一套坐姿压力分布测量系统,该系统由硬件和软件两大部分组成,系统硬件包括压力传感器平板矩阵、信号切换电路、信号采集卡及计算机系统;系统软件主要由实时数据采集模块、数据存贮模块、数据计算分析和显示模块等组成。该系统能够对人体与座椅之间的压力分布进行测量,经计算机采集后的数据通过自行开发的软件处理直接以可视化方式显示结果。     

航空座椅动态冲击仿真方法研究

以航空座椅和仿真假人为研究对象,建立座椅有限元模型和HybridⅡ型假人多刚体系统模型,采用动态大变形非线性有限元分析技术和多刚体动力学方法,模拟了航空座椅和假人在冲击中的响应过程,评估了航空座椅结构的动态冲击性能,并与试验结果进行了对比分析,验证所建立的有限元模型的正确性.这种方法可降低产品研发过程中的试验费用,缩短设计周期,具有很重要的工程意义.     

高速列车座椅半主动悬架系统研究

综合考虑悬架、车体、座椅及人体对系统振动特性的影响,建立高速列车座椅半主动悬架系统的四自由度数学模型,并提出了基于加速度阻尼的半主动控制策略,运用MATLAB/Simulink软件对建立的数学模型进行仿真研究。仿真结果表明:相比被动悬架座椅,采用基于加速度阻尼的半主动控制策略,可以明显降低座椅和人体的最大加速度值。     

副油箱弹射系统的力学分析与软件协同仿真

完成副油箱弹射系统的力学分析与软件协同仿真。首先,分析某型副油箱弹射机构多体系统的运动和受力,利用SolidWorks和ADAMS软件,建立弹射机构的虚拟样机,进行动力学仿真;进而,对恢复弹簧进行动塑性冲击的理论分析,并利用Ansys和LS-DYNA软件对弹簧进行有预应力的冲击响应仿真。仿真结果表明,弹射机构可以顺利解锁进行弹射工作,弹射速度满足设计要求,与实际机构工作情况吻合;仿真得到的弹簧塑性变形和残余应力的分布规律与实际情况吻合,为弹簧的进一步优化设计工作提供有效的参考依据。