通过实验和并发计算建模,研究皮肤模拟剂对碎片冲击的动态反应
Punit Kumar Pandey1, S G Ganpule1,2
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Indian Institute of Technology Roorkee, Roorkee, India.
Frontiers in bioengineering and biotechnology
|September 11, 2024
概括
对碎片撞击造成的皮肤损伤的准确计算模型需要考虑全方位的应变速率. 这提高了在碎片模拟弹 (FSP) 冲击期间皮肤模拟剂的值速度和峰值位移的预测.
科学领域:
- 生物力学 生物力学
- 计算建模计算建模
- 创伤研究研究创伤研究
背景情况:
- 碎片撞击在现代战争中造成严重伤害.
- 需要精确的计算模型来模拟皮肤对碎片冲击的反应.
- 用实验数据验证模型对于预测受伤严重程度至关重要.
研究的目的:
- 为了研究皮肤模拟剂对碎片冲击的动态反应.
- 开发和验证用于预测皮肤损伤的计算模型.
- 为了确定延展率和材料特性对损伤机制的影响.
主要方法:
- 对皮肤模拟剂对碎片模拟弹 (FSP) 的实验测试.
- 同时计算建模模拟冲击动态.
- 分析故障机制,值速度,能量密度和峰值位移.
主要成果:
- 皮肤模拟器的故障涉及空洞剪切和弹性孔扩大,对应变速率敏感.
- 模型在使用应力-应变曲线在整个应变速率谱中时,与实验达成最佳一致.
- 值速度对故障应变输入敏感,最好的协议是使用理论限制应变.
结论:
- 精确模拟碎片对皮肤的影响需要整合全方位的应变速率.
- 应变速率的影响显著影响预测的伤害指标,如值速度和峰值位移.
- 弹子的材料特性,如使用塑料,可以改变撞击结果,但可能超过皮肤的耐受性值.
