[发明专利]一种航空座椅冲击试验仿真分析的塑性应变控制方法

说明书

本申请提供一种航空座椅冲击试验仿真分析的塑性应变控制方法，所述方法包括：根据航空标准建立假人模型、座椅结构模型和安全带模型；所述假人模型采用标准航空人体模型，用于模拟人体重量、惯量及关节自由度；所述座椅结构模拟中，预先对座椅材料设置塑性应变门槛值；所述安全带模型，采用模单元模拟安全带的主体部分，根据阻尼及滑动效果模拟安全带的延伸部分；采用不同的接触方式，模拟假人模型、座椅结构模型和安全带模型的耦合关系；对所述假人模型施加动态载荷，通过仿真运算得到结构失效应变、人体加速度值和人体损伤HIC；根据所述结构失效应变、人体加速度值和人体损伤HIC，判断所述座椅结构模型是否符合要求。

技术领域

本发明属于结构抗冲击设计领域，具体涉及一种航空座椅冲击试验仿真分析的塑性应变控制方法。

背景技术

飞机结构——航空座椅结构在紧急迫降或者坠撞情况下会受到冲击载荷作用而发生破坏，此时座椅结构的设计应该既能保护乘员不受伤或者因冲击载荷而飞出，又能以一定的方式破坏起到吸能作用，本发明利用仿真分析的方法对这一过程进行了计算机3D复现，同时提出了塑性应变的失效判据，与以往的屈服和极限强度设计有本质的区别，屈服强度设计会导致结构偏重，而极限强度设计则会导致设计偏危险，图1所示为韧性材料的应力-应变曲线。

航空座椅冲击仿真分析中，涉及到结构的破坏失效问题，以往的强度计算中，保守计算的强度指标设计为屈服极限，但对于坠撞类问题，座椅及约束系统的作用为在紧急迫降时不影响人员逃离，因此结构其实是可以失效的。

发明内容

为了解决上述技术方案，本申请提供一种航空座椅冲击试验仿真分析的塑性应变控制方法，能够有效减轻结构重量，又能保证结构安全，同时通过仿真方法减少了试验投入，节约了大量经费投入。

本申请提供一种航空座椅冲击试验仿真分析的塑性应变控制方法，所述方法包括：

根据航空标准建立假人模型、座椅结构模型和安全带模型；

所述假人模型采用标准航空人体模型，用于模拟人体重量、惯量及关节自由度；

所述座椅结构模拟中，预先对座椅材料设置塑性应变门槛值；

所述安全带模型，采用模单元模拟安全带的主体部分，根据阻尼及滑动效果模拟安全带的延伸部分；

采用不同的接触方式，模拟假人模型、座椅结构模型和安全带模型的耦合关系；

对所述假人模型施加动态载荷，通过仿真运算得到结构失效应变、人体加速度值和人体损伤HIC；

根据所述结构失效应变、人体加速度值和人体损伤HIC，判断所述座椅结构模型是否符合要求。

具体的，所述采用不同的接触方式，模拟假人模型、座椅结构模型和安全带模型的耦合关系，具体包括：

采用面面接触的方式，模拟假人模型和座椅结构模型的耦合关系；

采用连接方式，模拟座椅结构模型和安全带模型的耦合关系；

采用面面接触的方式，模拟假人模型和安全带模型的耦合关系。

具体的，在模拟假人模型、座椅结构模型和安全带模型的耦合关系之后，方法还包括：

预先设置假人座椅接触门槛值和假人安全带接触门槛值；

根据所述假人座椅接触门槛值，判断假人模型和座椅结构模型的是否接触；

根据所述假人安全带接触门槛值，判断假人模型和安全带模型的是否接触。

具体的，所述根据所述结构失效应变，判断所述座椅结构模型是否符合要求，具体包括：

所述结构失效应变是否在塑性区范围内。