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双圆柱气囊缓冲性能研究

作　者: 黄国
导　师: 黄海明
学　校: 北京交通大学
专　业: 工程力学
关键词: 双圆柱气囊缓冲性能有限元模拟 LS-DYNA
分类号: U491.61
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 49次
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内容摘要

气囊具有重量轻、可折叠和成本低廉等优点,被广泛应用在交通工具乘员安全、货物空投、无人机回收及深空探测等领域。在气囊的设计过程中,传统的实验方法成本高、操作不便,而且周期长。随着计算机技术和有限元技术的快速发展,数值模拟越来越多地应用在缓冲气囊的分析和优化设计工作上基于有限元方法,利用LS-DYNA软件,建立了双圆柱气囊的缓冲有限元模型,完成了以下工作：1.采用控制体积法对双圆柱气囊缓冲进行仿真,得到随时间变化的气囊外形、内压、排气量,以及着陆装备的速度和加速度；2.对影响气囊缓冲性能的气囊织物弹性模量、排气孔开口面积、排气阀门值、初始内压、着陆装备的动能进行了探究,并给出最优解。研究结果表明：1.气囊织物弹性模量E≤0.5GPa时,增大弹性模量可以提高气囊的缓冲性能；2.提出一种随气囊内压增大开口面积增大的可控排气孔,该类可控排气孔气囊可以获得更好的缓冲性能；3.在不超过排气阀门值的范围内,增大气囊的初始压力,可以提高其缓冲性能,而且排气阀门值存在最优取值。

全文目录

致谢  5-6
中文摘要  6-7
ABSTRACT  7-10
1 绪论  10-17
  1.1 研究意义  10-15
  1.2 国内外研究现状  15-16
  1.3 本文的主要研究工作  16-17
2 气囊缓冲的数值算法  17-26
  2.1 显式时间积分法  17-18
  2.2 沙漏问题及控制  18-19
  2.3 接触碰撞算法理论  19-24
    2.3.1 接触碰撞的数值计算方法  20-21
    2.3.2 接触碰撞的有限元实现  21-24
  2.4 CV算法  24-25
    2.4.1 气囊控制方程  24-25
    2.4.2 气囊排气量  25
  2.5 本章小结  25-26
3 双圆柱气囊的数值模拟  26-36
  3.1 双圆柱气囊有限元模型的建立  26-31
    3.1.1 气囊材料定义  26-27
    3.1.2 AIRBAG关键字定义  27-28
    3.1.3 接触定义  28
    3.1.4 整体模型  28-31
  3.2 气囊仿真结果及分析  31-35
    3.2.1 气囊外形变化及应力分析  31-33
    3.2.2 气囊工作状态分析  33-34
    3.2.3 着陆装备缓冲速度分析  34-35
    3.2.4 着陆装备过载分析  35
  3.3 本章小结  35-36
4 气囊缓冲性能相关参数研究  36-45
  4.1 气囊织物弹性模量对缓冲性能的影响  36-37
  4.2 排气孔开口面积对缓冲性能的影响  37-39
    4.2.1 固定型排气孔开口面积对缓冲性能的影响  37-38
    4.2.2 可控型排气孔开口面积对缓冲性能的影响  38-39
  4.3 排气阀门值对缓冲性能的影响  39-40
  4.4 初始内压对缓冲性能的影响  40-42
  4.5 着陆装备动能对缓冲性能的影响  42-44
  4.6 本章小结  44-45
5 结论与展望  45-47
  5.1 结论  45
  5.2 展望  45-47
附录  47-48
参考文献  48-51
作者简历  51-53
学位论文数据集  53

双圆柱气囊缓冲性能研究

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