58、战场破片伤害机制与4D电影观影晕动症研究

战场破片伤害机制与4D电影观影晕动症研究

1 战场破片对人体不同部位的伤害机制

1.1 伤口通道入口直径计算

对于任何形状和材质的破片，伤口通道入口直径的计算公式为：
$d_0 = 0.95\sqrt{q}\cdot\sqrt{E_a - 4.15}$

1.2 破片在肌肉组织中的穿透深度

• 相关速度定义 ：引入破片穿透材料表面的速度$v_{ds}$，$v_{ds} = v_a - v$，其中$v_a$是撞击皮肤表面的速度，$v$是穿透皮肤后的残余速度。破片在介质中停止前的瞬时速度为$v_{stk}$。
• 运动方程 ：破片在肌肉中的运动方程为$a = \frac{dv}{dt} = -\xi\cdot v^2$。
• 穿透深度公式推导 ：
  • 通过对运动方程积分可得穿透深度公式$s = \frac{1}{\xi}\ln v + C$，其中$\xi$是材料阻滞系数（$m^{-1}$），$C$是常数。
  • 假设破片已侵入皮肤但未进入肌肉（即$s = 0$），此时速度$v = v_{stk}$，可求得常数$C = \frac{1}{\xi}\ln v_{stk}$。
  • 因此，穿透深度公式为$s = \frac{1}{\xi}\ln\frac{v}{v_{stk}}$。
  • 将$v = v_a - v_{ds}$代入可得穿透深度公式为：
    [
    s =
    \beg