在未來高科技條件下的局部戰(zhàn)爭(zhēng)中，；軍品包裝必須滿足惡劣環(huán)境條件下不同的儲(chǔ)存方式和運(yùn)輸儲(chǔ)運(yùn)工具。運(yùn)輸戰(zhàn)備醫(yī)療器材中的呼吸機(jī)、心電圖機(jī)、B超機(jī)等精密儀器時(shí)，突然發(fā)生的沖擊將會(huì)產(chǎn)生粉碎性的G值。醫(yī)療箱就是一種戰(zhàn)備醫(yī)療器材和基本衛(wèi)生裝備的運(yùn)輸包裝件。
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)作戰(zhàn)形態(tài)的不確定性、時(shí)間的突然性、空間的廣闊性，使得利用醫(yī)療箱進(jìn)行空中運(yùn)輸及空投補(bǔ)給途徑的可行性研究迫在眉睫。隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的不斷發(fā)展，特別是三維幾何造型技術(shù)、真實(shí)感圖形生成技術(shù)的發(fā)展，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行各種靜力、動(dòng)力分析，敏度分析與優(yōu)化設(shè)計(jì)的有限元結(jié)構(gòu)分析程序系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。在包裝設(shè)計(jì)中應(yīng)用MSC．Dytran等分析軟件，可以產(chǎn)生多種視覺效果，更生動(dòng)、更形象地表現(xiàn)設(shè)計(jì)裝備的結(jié)構(gòu)和性能，以達(dá)到仿真的效果o
仿真模型的建立
利用CAD建模軟件Solidworks建立醫(yī)療箱模型。包括外包裝箱、緩沖泡沫系統(tǒng)、內(nèi)部固定系統(tǒng)(本文以內(nèi)裝玻璃安瓿為例)。由于MSC．Patran能與Solidworks無縫集成，它的前后處理功能強(qiáng)大，能識(shí)別CAD模型特征，自動(dòng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分和局部網(wǎng)格過渡。這樣，就將醫(yī)療箱的幾何模型轉(zhuǎn)化為供仿真分析的問題抽象模型(見圖1)。
1．網(wǎng)格劃分
采用10個(gè)結(jié)點(diǎn)的四面體元進(jìn)行網(wǎng)格劃分。每個(gè)單元具有3個(gè)自由度。結(jié)點(diǎn)數(shù)和單元數(shù)見表I。
表1醫(yī)療箱模型的結(jié)點(diǎn)數(shù)和單元數(shù)
2．材料與屬性
外包裝箱箱體材料為共混改性聚乙烯樹脂，其屬性參數(shù)為：屈服強(qiáng)度18．67Mpa，密度0．9357kg／m3，彈性模量300MPa，泊松比0．40
醫(yī)療箱內(nèi)緩沖包裝材料為泡沫塑料，其屬性參數(shù)為：密度0．08kg／m3，拉伸強(qiáng)度2Mpa，彈性模量314MPa，泊松比0．34。
內(nèi)裝玻璃安瓿材料參數(shù)為：密度2．5kg／m3，失效強(qiáng)度25Mpa，彈性模量55GPa，泊松比0．25。
3．仿真模擬條件
在模擬實(shí)戰(zhàn)條件下，醫(yī)療箱空投的相對(duì)高度400m，機(jī)速300km／h，裝備攜傘離機(jī)后，在垂直方向受地心引力的作用向下墜落，同時(shí)受到方向相反的空氣阻力。墜落中，隨著墜落時(shí)間的增加，垂直墜落速度逐漸增加，空氣阻力也相應(yīng)增大。當(dāng)空氣阻力增大到與醫(yī)療箱(加傘)總質(zhì)量相等時(shí)，墜落速度不再增加，醫(yī)療箱就保持此時(shí)的垂直速度墜落，這個(gè)速度叫做臨界速度(也稱平衡速度)，經(jīng)計(jì)算此速度約為4．85m／s。
在接觸地面的瞬間，由于突然失去運(yùn)動(dòng)速度，就產(chǎn)生了作用于醫(yī)療箱上的一種力量，叫做著陸沖擊力，經(jīng)計(jì)算此沖擊力約3000kg，相當(dāng)于醫(yī)療箱從1、2m高度做自由落體運(yùn)動(dòng)與地面發(fā)生剛性撞擊時(shí)所受的沖擊力。故我們?cè)O(shè)定仿真模擬條件為：跌落、高度l、2m，初速度V0=4．85m／s，與地面剛性撞擊。
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