Page 22 - 《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

波方向影响较大，而 y 方向加速度峰值受影响较小。当环境气压由 101 kPa 降至 54 kPa 时，x 方向加速度
峰值由 (41.9±3.3)g 降至 (34.9±0.7)g（下降约 17%），z 方向加速度峰值由 (29.1±2.0)g 降至 (24.5±0.3)g（下降
约 16%），而 y 方向加速度峰值维持在 (5～6)g 量级。上述测试数据表明，不同气压环境对头部质心 x 方
z 方向加速度影响较大。
向和

30 5

Acceleration/g 0 Acceleration/g 0

−30
101 kPa
90 kPa −5 101 kPa
90 kPa
70 kPa 70 kPa
54 kPa 54 kPa
−60 −10
9 10 11 12 13 9 10 11 12 13
Time/ms Time/ms
(a) x direction (b) y direction
45 50
101 kPa 101 kPa
90 kPa 40 90 kPa
30
70 kPa 30 70 kPa
Acceleration/g 15 0 Acceleration/g 20
54 kPa
54 kPa

−15 10
0
−30 −10
9 10 11 12 13 9 10 11 12 13 14
Time/ms Time/ms
(c) z direction (d) Resultant
图 5 60 kPa 冲击波工况下，不同环境气压条件下头部质心加速度时程曲线
Fig. 5 Acceleration time-history curves of the center of mass of the head under different atmospheric pressure conditions
in 60 kPa shock wave case

图 7 展示了不同气压环境下模型质心角速 60
度时程曲线。由图可知，当模型正面朝向冲击波 Resultant
x direction
来波方向时，不同环境气压下同一方向角速度随 y direction
z direction
时间的变化规律具有较好的一致性，说明环境气 40
压变化对角速度时程曲线的变化规律影响较小。 Acceleration/g
图 8 展示了不同气压环境下头部质心角速
度峰值的统计结果，由图可知，在正面冲击波作 20
用下，y 方向角速度峰值受影响较大，而 x 方向
和 z 方向角速度峰值受影响较小 。当环境气压 0
[6]
50 60 70 80 90 100
由 101 kPa 降至 54 kPa 时，y 方向角速度峰值由
Atmospheric pressure/kPa
(284.5±29.7)°/s 增至 (355.3±23.5)°/s，而 x 方向角
图 6 60 kPa 冲击波工况下，不同环境气压下
速度峰值为 43.8°/s～58.6°/s，z 方向角速度峰值
头部质心加速度峰值
为 117.6°/s～152.7°/s。对应地，y 方向角速度峰
Fig. 6 Peak Accelerations of the center of mass of the head
值约为 x 方向角速度的 6～7 倍、为 z 方向角速 under different atmospheric pressure conditions
度 的 2～ 3 倍 ， 表 明 头 部 旋 转 响 应 主 要 体 现 在 in 60 kPa shock wave case

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