球形破片侵彻明胶的瞬时空腔模型

摘要

为研究杀伤元对人体的致伤机理,采用明胶作为人体组织替代物,研究了球形破片侵彻明胶时瞬时空腔的运动规律.采用高速摄影获得了3 mm、4 mm和4.8mm钢球以650～1 000 m/s速度侵彻明胶的空腔实验数据.根据弹性变形假设和位移场假设,推导出空腔的运动为正弦运动.利用球形破片在明胶中的运动模型和空腔实验数据,建立了空腔振幅与能量、角频率与能量的经验公式.采用5.2mm钨球以800 m/s速度侵彻明胶的实验结果对模型进行验证,结果表明该模型能够较好地预测球形破片侵彻明胶的瞬时空腔的振幅和振动周期.