非漂浮型和漂浮型航空座椅垫动态压缩力学性能研究

杨 欢, 舒 挽, 张 宇, 惠旭龙, 王亚锋, 刘小川

(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，西安 710065)

座椅垫常用聚氨酯及其衍生聚合物材料加工得到，广泛应用于航空、航天、船舶、汽车、高铁等领域，具有很好的市场前景[1]。航空座椅垫作为直接与乘员接触的结构部件，是乘员和座椅之间的主要传力结构[2]。通过座椅垫的大变形吸收碰撞、应急着陆等情形中的冲击能量，可减小乘员所受冲击载荷，形成有效防护。

针对座椅垫在动态冲击载荷下的力学行为研究，Avalle等[3]研究了不同密度泡沫(聚氨酯等)的能量吸收特性，发现应变能密度越大，材料能量吸收能力越大，冲击保护能力越强；王宝珍等[4]指出汽车座椅垫所用软质聚氨酯泡沫材料的强度对密度和应变率敏感；Song等[5]利用改进的霍普金森压杆对三种类型的硬质聚氨酯泡沫进行了压缩实验，指出密度和应变率对材料屈服强度和应力-应变曲线形状均有影响；范俊奇等[6]基于静力实验，开展了不同应变速度的聚氨酯泡沫材料抗压性能实验，发现其具有应变率效应，且高应变率下材料具有更大的抗变形能力；Emanoil等[7]采用七种硬质聚氨酯泡沫开展了动态压缩试验，研究了峰值应力、能量吸收与材料密度的关系，获得了相同吸收能量下的最优材料密度；Bhagavathula等[8]通过MTS测试设备和霍普金森杆研究了两种应变率下聚氨酯的压缩力学特性，表明材料变形包括弹性塌陷、局部化孔隙塌陷、致密化和孔隙塌陷后硬化等行为；……