新型摩托车护具研制及其防护性能的模拟研究

摘要

传统摩托车护具以橡胶护具为主，橡胶护具透气性差、有异味、易老化、不可回收利用、对环境会造成污染。鉴于此，本文选用热熔粘合纤维和三维卷曲中空涤纶纤维作为原料，通过模压成型，开发出了一种物美价廉的新型运动护具。
　　 首先，对护具的模压理论进行了研究。将模压过程中热量的传递简化成两种物理模型，一是依靠纤维来进行传递，二是依靠空气来进行传递。通过导热微分方程和牛顿冷却定律，分别得到了两种情况下热量传递的数学模型，为护具制备提供了有效的理论指导。
　　 其次，先后采用了两种方法，即热模模压法和热风模压法来制备护具。着重对模压过程中影响护具成形性、防护性和透气性的因素进行了分析，确定了护具最佳的制备工艺。试验表明，采用热风模压法所制备的护具在防护性能能够达到欧洲标准对赛车护具的要求的前提下，比热模模压法所制备的护具及传统的橡胶护具，在透气性能方面有了很大改进。
　　 最后，利用有限元软件ABAQUS对护具的防护性能进行了模拟研究，模拟表明，各因素对防护性能的影响结果与实验结果一致，表明所建立的模型是有效的。由于护具开发是一个复杂的过程，利用有限元软件可以减少护具开发成本，节约开发时间，加快护具的产业化推进。