为分析充气压力对空气衬垫缓冲防护性能的影响,综合空气垫薄膜材料的拉伸变形和气室的压缩变形,建立了空气垫的冲击压缩力学模型。分析表明增大充气压力的总体效果是将使气垫的动刚度、承受的冲击载荷下降。原因是增大充气压力将使气垫薄膜在冲击过程的拉伸变形增大,气垫的体积比V0/Vt减小,而体积比在动刚度模型中是比充气压力更高阶的项。结合空气垫的弹性变形吸能机理分析,表明气垫薄膜的弹性变形可延长冲击载荷作用时间和吸能时间,从而提高空气垫的缓冲防护性能。对不同充气压力和气室宽度的空气垫,用7.5 kg的重锤进行冲击试验,结果表明:在不超过薄膜弹性限值的前提下,增大气垫的充气压力可降低气垫承受的冲击载荷峰值,提高气垫的缓冲防护性能,充气压力每增加20 k Pa,冲击载荷峰值降低10%以上。
