安全氣囊織物的動態(tài)性能研究.pdf

1、氣囊織物的透氣性、變形性是評價安全氣囊工作性能的重要指標(biāo)。特別是對于非涂層安全氣囊，當(dāng)氣囊展開時，來自乘員的沖擊能一部分是通過氣囊本身的透氣性得到擴(kuò)散，另外一部分則通過織物的雙軸機械拉伸來吸收，而且雙軸拉伸性能又反過來對織物透氣性產(chǎn)生影響。目前，國內(nèi)外關(guān)于安全氣囊織物動態(tài)性能的測試方法還不完善，本文在前人研究的基礎(chǔ)上提出了一種氣囊織物動態(tài)性能測試方法，并搭建了測試裝置，該裝置不僅可以對氣囊織物的動態(tài)充脹變形進(jìn)行測試，而且在測試變形的同時

2、還可對其動態(tài)透氣性進(jìn)行測量。 首先，利用位移傳感器對氣囊織物在靜態(tài)高壓(0～50 kPa，)下的中心充脹撓度進(jìn)行了測量；建立了安全氣囊織物靜態(tài)充脹變形的數(shù)學(xué)模型，并分別采用薄膜受壓彎曲理論和有限元方法對該模型進(jìn)行了解析和數(shù)值求解，實驗結(jié)果表明后者與實驗值更加吻合。數(shù)值模擬結(jié)果表明，氣囊織物受高壓靜態(tài)氣流充脹后變形曲線近似為球形，織物中心充脹撓度隨壓力的增大呈非線性增加；氣囊織物充脹后，中心處薄膜應(yīng)力最大，固定邊界處薄膜應(yīng)力最小，

3、且薄膜應(yīng)力隨壓力的增大而增加；織物中心處徑向薄膜應(yīng)力與切向薄膜應(yīng)力近似相等，固定邊界處兩者的差值最大，切向薄膜應(yīng)力在織物邊界處減小為零。 第二，提出一種安全氣囊織物動態(tài)變形測試方法并搭建了測試裝置，該裝置主要由高壓氣室、低壓氣室和高速攝影組成，兩氣室之間由聚酯薄膜間隔，待測試的氣囊織物被固定于低壓氣室的末端，與大氣相通。該裝置利用薄膜爆破產(chǎn)生的高壓動態(tài)氣流沖擊氣囊織物來模擬氣囊的真實展開過程，設(shè)計制作的高速攝影觸發(fā)器可以在氣囊織

4、物充脹的起始時刻觸發(fā)高速攝影儀進(jìn)行動態(tài)充脹過程拍攝，從而得到氣囊織物動態(tài)充脹過程中不同時刻的變形形態(tài)和充脹高度。拍攝結(jié)果表明氣囊織物動態(tài)充脹起始時刻頂端區(qū)域保持水平，隨著充脹壓力的增大，充脹曲線逐漸變?yōu)榛⌒巍?第三，建立了氣囊織物動態(tài)充脹變形的數(shù)學(xué)模型，并用有限元方法對其動態(tài)充脹過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，模擬得到的不同時刻氣囊織物的充脹高度及變形曲線均與實驗值吻合。氣囊織物動態(tài)充脹過程中，應(yīng)力近似呈環(huán)狀分布，織物中心處應(yīng)力最大，邊界處