安全带对航空座椅及乘员冲击响应的影响

作者： 冯振宇   刘旭   林岚辉   杨永攀   解江   石霄鹏   肖培   李磊子   易朋飞   刘小川   白春玉   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 乘员保护   动态响应   数值分析   安全带   航空座椅  

描述： 以典型三联旅客座椅为研究对象，建立了经试验验证的航空座椅有限元模型，研究了安全带固定点位置、安全带刚度和安全带形式等参数的变化对座椅系统动态响应的影响。在水平冲击下，安全带固定点位置对乘员运动轨迹和椅腿受载的影响显著，后左椅腿和前左椅腿Z向受载均随着安全带角度的增加而减小。安全带固定点位置对安全带载荷的影响较小。安全带刚度对乘员运动轨迹、安全带载荷和椅腿载荷的影响均显著。随安全带刚度增大，其自身承受的载荷增加，乘员前移距离和椅腿受载均减小；此外，与两点式安全带相比，Y型安全带对乘员的约束效果更好，可减小头部X向峰值位移63 mm,头排座椅中可以考虑安装Y型安全带以减少座椅与隔板的安装距离。

安全带对航空座椅及乘员冲击响应的影响

作者： 冯振宇   刘旭   林岚辉   杨永攀   解江   石霄鹏   肖培   李磊子   易朋飞   刘小川   白春玉   来源： 航空学报 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 乘员保护   动态响应   数值分析   安全带   航空座椅  

描述： 以典型三联旅客座椅为研究对象，建立了经试验验证的航空座椅有限元模型，研究了安全带固定点位置、安全带刚度和安全带形式等参数的变化对座椅系统动态响应的影响。在水平冲击下，安全带固定点位置对乘员运动轨迹和椅腿受载的影响显著，后左椅腿和前左椅腿Z向受载均随着安全带角度的增加而减小。安全带固定点位置对安全带载荷的影响较小。安全带刚度对乘员运动轨迹、安全带载荷和椅腿载荷的影响均显著。随安全带刚度增大，其自身承受的载荷增加，乘员前移距离和椅腿受载均减小；此外，与两点式安全带相比，Y型安全带对乘员的约束效果更好，可减小头部X向峰值位移63 mm,头排座椅中可以考虑安装Y型安全带以减少座椅与隔板的安装距离。

小腿摆放位置对航空座椅乘员损伤的影响研究

作者： 尹海群   解江   石霄鹏   冯振宇   来源： 科学技术与工程 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 有限元模型   乘员损伤   动态冲击   航空座椅  

描述： 在飞机坠撞事故中，乘员采取合理的坐姿能有效降低冲击伤害。为了分析水平16g（g为加速度）动态冲击下小腿摆放位置对乘员损伤的影响，以某型三联航空旅客座椅为研究对象，建立双排航空座椅/乘员约束系统有限元模型，并开展全尺寸滑台试验以验证模型准确性。结果表明：在相同工况下，50th百分位假人采用小腿后曲的坐姿与小腿直立坐姿相比，降低了股骨损伤和颈部损伤，但增加了头部损伤；95th百分位假人采用小腿直立的坐姿与小腿前伸坐姿相比，降低了股骨损伤，但头部损伤和颈部损伤增加。研究结果可为不同体型乘员采用相对更安全的坐姿提供参考。

座椅约束下航空假人垂直冲击动态响应特性研究

作者： 冯振宇   杨永攀   贺永龙   马士成   解江   王亚锋   杨欢   来源： 工程力学 年份： 2021 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空假人   动态响应   座椅   数值分析   参数化研究  

描述： 该文采用试验和仿真相结合的方法,研究垂直冲击下航空假人的动态响应特性。首先开展14 g和19 g滑台冲击试验,对比不同冲击载荷下航空假人的腰椎响应。然后建立航空假人/座椅约束系统分析模型并验证其有效性,研究椅背倾角、座椅俯仰角对乘员腰椎、座椅响应的影响。结果表明:19 g与14 g脉冲下的乘员腰椎峰值压缩载荷、椅盆峰值纵向摩擦力及椅盆峰值压力比值均大于加载脉冲峰值比值,因此腰椎压缩载荷、椅盆纵向摩擦力及椅盆压力对加载脉冲峰值均有放大效应,14 g脉冲持续时间长,腰椎的Y向峰值力矩大于19 g脉冲;乘员腰椎峰值压缩载荷、椅盆峰值压力与椅背倾角均呈2次函数关系,在椅背倾角为110°附近时,乘员的腰椎受伤的风险最大;乘员腰椎峰值压缩载荷、椅盆峰值压力随座椅俯仰角的增大而增大,呈2次函数关系,增长逐渐趋于平缓。

航空铆钉动态加载失效实验

作者： 解江   白春玉   舒挽   惠旭龙   刘小川   牟浩蕾   来源： 爆炸与冲击 年份： 2018 文献类型 ： 期刊 关键词： 铆钉   动态失效   本构方程   高速液压伺服试验机  

描述： 为研究航空铆钉连接元件在动态加载下的失效模式,依托高速液压伺服材料试验机,通过特殊设计的实验夹具,进行了6类航空铆钉在不同加载速度和不同加载模式下的动态失效实验,获得了铆钉元件在纯拉伸加载、纯剪切加载、30°拉-剪耦合加载和60°拉-剪耦合加载状态下的失效实验数据。实验结果表明,铆钉元件的失效模式和失效载荷与加载速度、载荷的作用形式密切相关,并基于实验结果拟合得到铆钉元件的失效本构参数,获得了可表征铆钉在一般情形下失效的本构方程。

基于MADYMO的航空座椅约束系统优化设计

作者： 李杰   解江   袁鹏   冯振宇   来源： 科技视界 年份： 2016 文献类型 ： 期刊 关键词： 坠撞　　航空座椅　　正交试验　　仿真  

描述： 本文以优化某航空座椅约束系统为目的 ,建立了某假人/座椅约束系统多刚体模型,运用MADYMO软件进行分析。首先运用某机型座椅坠撞试验数据进行比照,验证建模方法的有效性。其次建立某型座椅模型进行坠撞仿真试验。最后,采用正交试验极差分析法,设计五因素四水平试验方案,对该航空座椅进行优化设计。最终结果表明:该优化设计方法使得乘员的脊椎载荷减小了11.14%,显著降低了乘员的损伤风险。

内爆场下航空餐车的动态响应研究

作者： 解江   潘汉源   傅博宇   冯振宇   来源： 消防科学与技术 年份： 2022 文献类型 ： 期刊 关键词： 航空餐车   座椅垫   铝合金   爆炸响应  

描述： 航空餐车可为客舱内应急处置疑似爆炸物提供一种潜在的解决方案。本文以全尺寸航空餐车为研究对象，开展内爆试验与数值模拟研究，揭示内爆场下航空餐车的动响应与失效特性，研究航空餐车内不同起爆位置以及不同药量下的动态响应，对比分析内部填充物对航空餐车变形模式与失效行为的影响。研究结果表明：与航空餐车其他结构相比，侧板的吸能能力最强，但其飞出速度最大，并且速度随着药量的增加呈线性提高；将炸药放置于中挡板位置时航空餐车侧板的飞出速度最小，因此可作为疑似爆炸物的放置位置；内爆场下座椅垫能够阻止火焰蔓延，吸收内爆能量，降低了航空餐车结构的变形与吸能，对降低爆炸伤害程度起到重要作用。

航空沉头铆钉动态加载试验及失效模式研究

作者： 牟浩蕾   赵一帆   刘义   解江   冯振宇   来源： 航空科学技术 年份： 2019 文献类型 ： 期刊 关键词： 失效判据   失效模式   动态加载试验   沉头铆钉   加载角度   加载速度  

描述： 为研究航空沉头铆钉在动态加载下的失效模式,以航空器结构中使用的100°沉头铆钉为研究对象,采用高速液压伺服材料试验机,进行不同加载速度下的纯拉伸、30°拉剪耦合、45°拉剪耦合、60°拉剪耦合和纯剪切动态试验,获得不同工况下铆钉动态力学失效试验数据,研究加载角度、加载速度对铆钉失效模式和失效载荷的影响规律,并拟合铆钉失效本构参数及失效判据。结果表明,此种铆钉主要有沉头拉脱和钉杆剪断失效模式,不同加载角度下铆钉失效模式差异较大,不同加载速度下铆钉失效模式差异较小;失效载荷随加载速度增大而增大。对纯拉伸和纯剪切试验,失效载荷与加载速度线性相关;建立不同加载速度下的铆钉失效判据,可应用于铆钉有限元建模及机身结构适坠性仿真分析。

民机应急撤离实验与仿真研究进展

作者： 彭浩轩   刘小川   白春玉   惠旭龙   牟让科   来源： 航空工程进展 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 民机安全   模拟撤离实验   应急撤离   适航标准   数值仿真  

描述： 民机乘员的应急撤离是一种人-机-环境多系统耦合作用过程，涉及人员行为、客舱环境、灾害情况等复杂因素，客舱布局、人员属性、应急措施等均对应急撤离过程及结果有显著影响。由于应急撤离与民机安全性直接相关，运输类飞机适航标准规定44座以上的民用飞机需进行全尺寸应急撤离适航符合性演示试验，要求在指定环境条件下于90s内完成撤离过程。本文梳理了适航标准对民机应急撤离的要求，对应急撤离实验研究方法和数值仿真方法进行了总结归纳，并结合未来民机安全设计需求和相关技术的发展对应急撤离问题研究的发展趋势进行了展望。

航空材料的冲击疲劳问题研究进展与展望

作者： 郭玉佩   王彬文   杨强   白春玉   刘小川   来源： 航空工程进展 年份： 2020 文献类型 ： 期刊 关键词： 微观机制   试验   裂纹   航空材料   数值仿真   冲击疲劳  

描述： 材料的冲击疲劳问题在航空工程中大量存在，舰载机的弹射起飞、拦阻着舰都是典型的冲击疲劳问题。本文梳理了冲击疲劳概念的早期发展历程，综述了自2000年以来冲击疲劳领域的主要研究进展，包括材料冲击疲劳性能的主要影响因素、材料冲击疲劳试验方法、冲击疲劳的损伤表征和寿命预计以及冲击疲劳问题的数值计算方法等，指出材料的微观结构、边界条件、使用环境、冲击载荷类型等对冲击疲劳性能有显著影响。总结了航空工程中冲击疲劳问题面临的主要挑战，并结合未来工程结构设计的需求，展望了航空领域冲击疲劳技术的未来发展方向。