空气冲击波作用下肺部载荷特性数值模拟

目的分析空气冲击波作用下兔肺部载荷特性,为冲击波毁伤评估及其防护救治提供参考。方法建立兔胸部二维平面模型,利用ANSYS Autodyn有限元分析软件模拟90 g TNT装药爆炸,0.5 m爆炸距离处兔胸部的动态响应。结果在冲击波与兔胸部接触的局部区域,肺部压力首先由壁面压力波经肌肉、骨骼透射进入肺部产生;肺部其他区域的压力首先由骨骼中传播的应力波透射进入肺部产生。结论空气冲击波作用下,兔肺部载荷由壁面压力波的直接作用和骨骼变形运动、骨骼-肺界面反射及空穴效应的间接作用共同决定。     

爆炸冲击波作用下胸壁动态响应与肺部损伤的关系

目的 获得不同爆炸冲击波作用下兔肺部损伤度和胸壁变形速度,分析胸壁变形速度与肺部损伤度之间的函数关系。方法 开展兔冲击伤实验,获得等效90 g TNT炸药爆炸条件下0.5、0.6、0.7、0.9、1.0、1.2 m爆炸距离处兔肺部伤情;建立兔胸部有限元计算模型,对实验工况进行数值模拟,获得胸壁变形速度;通过数据拟合,建立兔胸壁变形速度与肺部损伤度之间的关系。结果 0.5、0.6 m处的兔当场死亡,胸壁变形速度分别为2.10、1.46 m/s;0.7 m处的兔中度损伤,胸壁变形速度为1.10 m/s;0.9、1.0、1.2 m处的兔轻伤,胸壁变形速度分别为0.64、0.51、0.35 m/s。兔肺部损伤度与胸壁变形速度之间的关系为Ø=0.3192·V3.0119。结论 胸壁变形速度与肺部损伤度有明显的相关性,可以用来预测爆炸冲击波作用下肺部损伤伤情。