猪皮对球形弹丸阻滞作用的仿真研究

汤成莉，刘苏苏，杨玉萍，房佳恒

猪皮对球形弹丸阻滞作用的仿真研究

汤成莉，刘苏苏，杨玉萍，房佳恒

(南通大学机械工程学院，江苏 南通 226019)

为了明确皮肤对球形弹丸的阻滞作用机理，建立了模拟皮肤的3层结构模型。基于拉伸及压缩力学特性曲线，利用MATLAB对皮肤模型进行参数识别。基于冲击实验得到的皮肤穿透阈值速度验证了皮肤模型的准确性。利用LS-DYNA仿真模拟了4.5 mm铅球侵彻皮肤过程，从球形弹丸速度衰减、皮肤鼓包方面分析了皮肤对球形弹丸的阻滞作用。仿真模拟了相同动能不同密度条件下，直径为4.5 mm的弹丸侵彻皮肤的过程和相同动能不同直径条件下，铅球侵彻皮肤的过程，结果表明，建立的皮肤3层结构模型可以用于模拟皮肤的真实伤害，作为皮肤的数值仿真模型；在初始动能相同的情况下，球形弹丸密度越小，体积越大，能量耗散比越大，皮肤阻滞作用越明显，为后续研究投射物对真实人体的伤害奠定了基础。

球形弹丸；阻滞作用；速度衰减；能量耗散；皮肤

目前，创伤弹道学研究中主要采用肌肉仿生靶标或肌肉-骨骼复合仿生靶标。温垚珂等[1]利用明胶代替肌肉，分析了明胶应力应变场、压力波和能量转换的规律。黄玲等[2]建立了9 mm手枪弹侵彻肌肉-骨骼复合仿真模型，分析了弹丸速度、不同章动角等因素对复合模型致伤效应的影响。ZHANG等[3]建立了7.62 mm步枪弹侵彻明胶-骨骼复合仿真模型，通过数值模拟分析了空腔膨胀情况对骨骼间接损伤的影响。……