多物质ALE模拟复合材料薄膜充气床垫的力学行为

"复合材料薄膜充气床垫的多物质ALE数值模拟 (2012年) 讨论了气囊结构的仿真方法，特别是针对充气床垫的复杂工况进行详细数值模拟，采用多物质ALE方法进行分析。" 本文详细探讨了在工程领域中，特别是针对复合材料薄膜充气床垫这一特殊气囊结构的数值模拟方法。充气床垫因其由新型柔性薄膜材料制成，其力学性能复杂，使得传统的控制体积方法（CV）在计算精度上无法满足精确分析的需求。因此，研究者们转向了更为精确的有限元技术的ALE（Arbitrary Lagrangian-Eulerian）方法。 ALE方法是一种先进的数值模拟技术，它允许网格随时间移动并适应结构的变化，尤其适用于模拟流体与固体相互作用的问题，如充气床垫在充气和承载时的情况。论文中，作者们利用多物质ALE方法对充气床垫的充气爆破和载人工作两种工况进行了详细模拟。 对于充气爆破工况，通过对比数值模拟与物理试验的结果，能够识别出床垫结构的弱点，这对于预防潜在的破裂或失效至关重要。此外，基于这些发现，研究者提出了结构改进方案，旨在增强床垫的耐用性和安全性。 而在载人工况下，通过参数分析手段，研究了不同充气内压对床垫变形和应力分布的影响。这一分析帮助确定了床垫的最佳工作内压，以确保在承受人体重量时既保持舒适性，又能避免过度变形或过高的内部压力导致的损坏。 最终，这项研究的仿真结果为该型充气床垫的产品设计定型提供了关键依据，同时也为其他同类气囊结构问题的研究提供了有价值的参考。文章的贡献在于结合了理论计算与实际应用，通过多物质ALE方法提升了气囊结构分析的准确性和实用性，为工程实践提供了有力的工具。