非涂层安全气囊展开瞬间,来自乘员的冲击能一部分是通过气囊本身的透气性来得到扩散,另外一部分则通过织物的双轴机械拉伸来吸收,而且双轴拉伸性能又反过来对织物透气性产生影响,因此气囊的变形性能是评价气囊工作性能的重要指标。首先,本文利用本课题组搭建的安全气囊织物动态变形测试装置,实验得到气囊织物动态变形过程中不同时刻的变形形态和充胀高度。结果表明气囊织物动态充胀起始时刻顶端区域保持水平,随着充胀压力的增大,充胀曲线逐渐变为弧形。第二,本文在不考虑流-固耦合的情况下利用有限元方法对气囊织物动态充胀过程进行了数值模拟,模拟得到的不同时刻气囊织物的充胀高度及变形形态均与实验值在一定的精度范围内吻合。但数值模拟的织物充胀过程没有很好地反映充胀初始时刻的平顶现象这一特征,所以需进一步引入流一固耦合理论建立更加精确的模型。第三,本文引入流-固耦合理论,采用任意欧拉-拉格朗日(ALE)方法,通过有限元模拟得到气囊织物动态充胀过程中不同时刻的变形形态及充胀高度,模拟结果表明起始时刻气囊顶端区域保持水平,随着充胀压力的增大和时间的增长,平顶逐渐消失,最后变为弧形曲线。并用实验拍摄的高速摄影图片验证了最大充胀高度,误差在3%以内,气囊织物充胀初始时刻的平项现象也得到了验证。这表明基于流-固耦合的有限元法可以较精确地模拟气囊织物动态展开过程。第四,本文研究了气囊织物动态充胀过程中的应力应变分布,结果表明应力近似呈环状分布,织物中心处应力最大,边界处最小;应变分布同样近似呈环状,X、Y两方向的应变较大且近似相等,都在织物中心处达最大值,而Z方向上的应变分布则与之相反,在织物边界处达到最大值。第五,应用本文建立的模型,分别分析了气囊织物厚度、体积密度、织物泊松比和织物弹性模量四个因素对气囊织物动态充胀高度的影响规律。结果表明气囊织物厚度,织物泊松比,织物弹性模量与其动态充胀高度呈负相关。另外还利用实验方法分析了气囊织物结构对其动态充胀高度的影响。