座椅固定连接装置的动态失效分析

首先使用有限元软件MSC.Nastran对某型客机两联座椅所用的固定连接装置进行了静强度分析,获得了作用在座椅固定连接装置上的极限失效载荷,并将这些极限失效载荷作为座椅固定连接装置的连接失效判据。按照运输类飞机适航标准CCAR-25-R3所规定的两种座椅动态冲击试验条件,借助瞬态动力学分析有限元软件MSC.Dytran对两联座椅的冲击动力学试验进行了数值仿真。通过对座椅冲击动力学试验仿真,获得了座椅地轨螺栓与地板固定连接处所受到的冲击力随时间的变化情况。分析座椅固定连接处所受到的冲击载荷时间历程曲线,得到在惯性冲击载荷作用过程中,座椅与地板连接失效发生的位置和时刻。同时由座椅冲击动力学仿真所获得的座椅固定连接装置所受到的最大冲击载荷也可以为客机地板的结构强度设计提供参考。

坐姿人体的冲击动力学响应分析

基于人体生物动力学模型简化原则建立了坐姿人体二维有限元模型,计算得出人体坐姿模型在不同冲击工况下的动力学响应。结果表明,坐姿人体受垂直方向冲击时,头部加速度和速度响应较大,同时头部伤害指标值(Head Injury Criterion,HIC)远大于水平冲击时的头部伤害指标值。受水平冲击时,人体腰部的加速度响应较大。在提供安全带保护的情况下,尽管骨盆处安全带能起到一定的保护作用,但肩部安全带的保护效果更为明显;此外,同时使用肩部和骨盆处安全带能大幅降低坐姿人体的加速度响应和头部伤害指标,是一种有效的安全保护措施。