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1、第45卷第1期南京航空航天大学学报Vol.45No.12013年2月JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsFeb.2013复合材料夹层结构模拟冰型设计与分析1,221111赵克良周峰高鼎涵乔玉周光明陆志良(1.南京航空航天大学航空宇航学院,南京,210016;2.上海飞机设计研究院,上海,201210)摘要:为满足ARJ21-700飞机模拟冰型试飞试验的需要,设计了一种新型复合材料夹层结构模拟冰型,对其用材、加工方式、安装方法进行了选定。选取模拟冰型典型段,制作试验件,通过地面模拟试验,得出了模
2、拟冰型的脱落破坏载荷。基于界面元法,在ABAQUS中使用内聚力单元模拟胶接界面,计算出模拟冰型的脱落破坏载荷,计算结果与试验结果吻合良好,说明了数值模拟方法的准确性。试验、计算得出的破坏载荷都高于冰型实际受载,证明了本文设计方案可行,该种复合材料夹层结构模拟冰型可用于ARJ21-700飞机的试飞试验。关键词:模拟冰型;复合材料夹层结构;脱落载荷;内聚力单元中图分类号:TB332;V217文献标志码:A文章编号:1005-2615(2013)01-0033-05DesignandAnalysisofCompositeSandwichSimulatedIceSha
3、pe1,221111ZhaoKeliang,ZhouFeng,GaoDinghan,QiaoYu,ZhouGuangming,LuZhiliang(1.CollegeofAerospaceEngineering,NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics,Nanjing,210016,China;2.ShanghaiAircraftDesign&ResearchInstitute,Shanghai,201210,China)Abstract:Tomeettheflighttestneedofsimulatedices
4、hapeforARJ21-700,anewkindofcompositesandwichsimulatediceshapeisdesigned.Thematerialchoosing,processingmethodsandinstallationmethodsaredetermined.Atypicalblockofsimulatediceshapeismanufacturedandtestedtoobtainitsdebondingload.NumericalanalysisofthedebondingloadiscarriedoutbyABAQUSsof
5、twareinwhichcohesiveelementsareemployed.Goodagreementbetweenexperimentalresultsandnumericalresultsprovesthevalidoftheinterfaceelementmethod.Thedebondingloadsfromboththeexperimentandsimulationarehigherthantheactualload.Itcanbeconcludedthattheiceshapedesigninthispaperisfeasible.Thiski
6、ndofcompositesandwichsimulatediceshapecanbeusedfortheflighttestofARJ21-700.Keywords:simulatediceshape;compositesandwich;debondingload;cohesiveelement[1]随着我国航空工业的快速发展,大型飞机的研泡沫塑料加工而成,采用双面胶带粘接的方式进制已逐渐展开。ARJ21-700客机是中国完全自主行安装。相比于Y7-200A飞机,ARJ21-700飞机飞设计并制造的新支线客机,目前正处于适航取证的行速度更快,飞行过程中模拟冰
7、型所受吸力更大,重要阶段。模拟冰型试飞试验作为其中的重点试飞更易脱落。其发动机形式又为尾吊式,一旦脱落,冰项目,具有风险高、难度大的特点。试飞试验使用的型很有可能被吸入发动机内,对试飞安全构成极大模拟冰型需要满足以下条件:(1)质量轻;(2)选材威胁。Y7-200A飞机使用的模拟冰型结构及其安常规;(3)易加工;(4)一定的刚度;(5)足够的自身装方式无法满足ARJ21-700飞机试飞试验的要求。强度和连接强度。国内也尚未开展过对此类客机试飞用模拟冰型的Y7-200A飞机试飞使用的模拟冰型采用特质研究工作。收稿日期:2012-08-21;修订日期:2012-1
8、0-17通信作者:周光明,男,教授,博
