【摘 要】
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为了研究民用轻小型无人机低空对地面人员可能产生的威胁伤害严重程度,以市场上占有率较高的Mavic 2无人机作为研究对象,开展了跌落撞击地面人员安全性测试,研究了无人机在不同高度跌落撞击下的响应模式,基于人体头部和颈部损伤准则分析了受撞击地面人员头颈部的力学响应,评估了地面人员受无人机碰撞伤害程度.研究结果表明,目前市场上常见的1kg以下的四旋翼无人机在低空高度跌落时并不会对地面人员造成不可接受的钝性碰撞伤害;由于无人机可折叠机翼的结构特征,无人机不仅会造成因机体碰撞而产生的钝性伤害,也会造成因叶片而产生的
【机 构】
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中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室,陕西 西安 710065
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为了研究民用轻小型无人机低空对地面人员可能产生的威胁伤害严重程度,以市场上占有率较高的Mavic 2无人机作为研究对象,开展了跌落撞击地面人员安全性测试,研究了无人机在不同高度跌落撞击下的响应模式,基于人体头部和颈部损伤准则分析了受撞击地面人员头颈部的力学响应,评估了地面人员受无人机碰撞伤害程度.研究结果表明,目前市场上常见的1kg以下的四旋翼无人机在低空高度跌落时并不会对地面人员造成不可接受的钝性碰撞伤害;由于无人机可折叠机翼的结构特征,无人机不仅会造成因机体碰撞而产生的钝性伤害,也会造成因叶片而产生的割伤/刺伤等锐性伤害;机身腹部侧面撞击姿态相比于其他姿态撞击会对地面人员造成更为严重的伤害.通过本项目的研究,可为民用轻小型无人机安全运营提供技术支撑和数据参考.
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复合材料夹芯结构在受到冰雹冲击后会产生损伤,降低结构的承载能力.目前,针对冰雹冲击则主要针对层合板结构,而对复合材料夹芯结构的冰雹冲击,尤其是多次冲击问题则研究较少.针对碳纤维复合材料蜂窝夹芯板,进行了冰雹冲击及多次冲击数值研究.基于连续介质损伤力学,建立了三维精细有限元模型.考虑了碳纤维复合材料面板的层内和层间损伤、蜂窝芯材胞壁六边形结构以及冰雹的应变率效应和损伤.模拟计算了夹芯板在冰雹冲击下的力学响应和材料破坏,分析了面板和芯材在冲击过程中的损伤演化和相应的损伤机理.在此基础上,针对多次冲击工况,分析
复合材料层合板由于具有轻质高强、设计性强等优良性能,在航空航天等领域得到广泛运用.其每层的铺设角度对层合板的力学性能具有重要影响.为了提高层合板抗低速冲击性能,对层合板的铺设角进行了设计,并对其在低速冲击下进行破坏机理研究,建立了非线性铺设角层合板低速冲击有限元模型.采用渐进损伤模型研究了材料的破坏行为,采用基于应力的破坏准则、断裂能准则和刚度退化法模拟纤维、基体和分层界面损伤开始及演化.通过对非线性铺设角层合板的最大峰值载荷、能量吸收和破坏行为的分析,详细揭示非线性铺设角对层合板抗低速冲击性能的影响及其
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