Page 21 - 《爆炸与冲击》2026年第11期

第 46 卷 王俊龙，等： 不同气压环境下冲击波对人体头颈致伤力学指标的影响规律 第 11 期

整体降低，例如：眼部测点峰值超压由 (167.5±16.1) kPa 降至 (140.1±1.6) kPa，降幅约 16.4%；前部测点峰值
超压由 (133.3±12.1) kPa 降至 (111.3±1.1) kPa，降幅约 16.5%；头顶测点峰值超压由 (69.3±5.2) kPa 降至
(53.9±0.5) kPa，降幅约 22.2%；枕部测点峰值超压由 (44.9±4.7) kPa 降至 (38.1±0.5) kPa，降幅约 15.1%。

210 210 210

101 kPa 101 kPa 101 kPa
90 kPa 140 90 kPa 140 90 kPa
Overpressure/kPa 70 54 kPa Overpressure/kPa 70 54 kPa Overpressure/kPa 70 54 kPa
70 kPa
70 kPa
70 kPa
140

0 0 0
9 10 11 12 13 9 10 11 12 13 9 10 11 12 13
Time/ms Time/ms Time/ms
(a) Front (b) Forehead (c) Top

210 210 210
101 kPa 101 kPa 101 kPa
90 kPa 140 90 kPa 140 90 kPa
Overpressure/kPa 70 54 kPa Overpressure/kPa 70 54 kPa Overpressure/kPa 70 54 kPa
70 kPa
70 kPa
70 kPa
140

0 0 0
9 10 11 12 13 9 10 11 12 13 9 10 11 12 13
Time/ms Time/ms Time/ms
(d) Occipital (e) Eye (f) Ear

图 3 60 kPa 冲击波工况下，不同环境气压下不同测点的冲击波超压时程曲线
Fig. 3 Shock wave overpressure time-history curves at different measurement points
under different atmospheric pressures in 60 kPa shock wave case

总体来看，当环境气压由 101 kPa 降至 70 和
250
54 kPa 时，各测点峰值超压均呈下降趋势，表明低 Eye Forehead
Ear Top
气压环境会降低冲击波在模型表面形成的峰值超 200 Front Occipital
压 [37,41] 。然而，在环境气压为 90 kPa 的工况下，各 150
测点峰值超压较 101 kPa 基准工况略有升高。该现 Overpressure/kPa
象主要归因于激波管实验段出口压力的异常增大 100
（见表 2）：该偏差对峰值超压的影响幅度超过了环
50
境气压变化本身所引起的峰值超压变化量，从而导
致在该环境气压下本应出现的递减规律未能显现。 0
50 60 70 80 90 100
2.2.2 头部质心加速度和角速度随时间的变化 Atmospheric pressure/kPa
图 5 展示了不同气压环境下模型头部质心
图 4 60 kPa 冲击波工况下，不同环境气压下头部
线加速度时程曲线。由图 5 可知，当模型正面朝 表面峰值超压
向冲击波来波方向时，不同环境气压下同一方向 Fig. 4 Peak overpressure on the head surface under different
的 加 速 度 随 时 间 的 变 化 规 律 具 有 较 好 的 一 致 atmospheric pressures in 60 kPa shock wave case
性。测试结果说明，环境气压变化对加速度时程曲线的变化规律影响较小，但合成加速度峰值（图 5(d)）
x 方向（图 z 方向（图 5(c)）加速度峰值随环境气压的降低整体呈下降趋势。
以及 5(a)）和
图 6 展示了不同气压环境条件下头部质心线加速度峰值的统计结果。由图可知，x 方向峰值最大，
z 方向次之，y 方向最小 。该特征表明，在正面冲击波作用下，x 方向和 z 方向的加速度峰值受冲击波来
[6]

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