双层金属平板模拟机匣抗冲击性研究

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1、第37卷第6期航空发动机V01．37No．62011年12月AeroengineDec．2011双层金属平板模拟机匣抗冲击性研究杨乐，关玉璞，张涛，陈伟(南京航空航天大学能源与动力学院，南京210016)摘要：采用LS—Dyna软件分析了双层平板模拟机匣的抗冲击性能，讨论了层间距和厚度分配对双层平板模拟机匣抗冲击性能的影响。研究结果表明：在叶片正撞击时，双层模拟机匣的损伤为局部剪切和整体塑性变形的混合型。层间距只影响外层板吸收的能量，随着层间距的变化，双层平板吸收能量没有一定规律。厚度分配比小于1时，双层板的抗冲击性能随着厚

2、度分配比的减小而增强；厚度分配比大于l时，双层板的抗冲击性能随着厚度分配比的增大而增强。关键词：双层平板；模拟机匣；抗冲击性；层间距；厚度分配；航空发动机StudyonPenetrationResistanceofDouble-layerMetallicFlat杨乐(1987)，男，在读硕士研究生，主要研究方向为航空发动机包容及适航SimulationCasing符合性验证技术。YANGLe，GUANYu—pu，ZHANGTao，CHENWei收稿日期：2011-06—14(CollageofEnergyandPowerEn

3、gineering，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)Abstract：Thedouble-IayermetallicfiatsimulationcasingpenetrationresistancewasanalyzedusingLS—Dyna．Theeffectofgapandthicknessratioofthetwolayersonpenetrationresistancewasdiscussed．Theresultss

4、howthatthedamageofdouble—layercasingismixtureoflocalpluggingshearandwholedeflectionduringnormalimpact．Thelayergapjusteffectsouterlayerabsorbingenergy．Withvariationofthegap，theenergyabsorbedbydouble-layerstructureisirregular．Whenthethicknessdistributionratioislessth

5、an1，thepenetrationresistanceisdecreasingwiththethicknessdistributionratio；whilethethicknessdistributionratioismorethan1，thepenetrationresistanceisincreasingwiththethicknessdistributionratio．Keywords：double—layerfiat；simulationcasing；penetrationresistance；layergap；t

6、hicknessdistribution；aeroengine发表的双层机匣抗冲击性能研究的文献极少，多数双O引言层结构抗冲击性研究基于弹体穿甲。弹体穿甲与机匣航空发动机转子以很高的转速运转，当转子叶片结构不同的是采用靶板较厚，弹体的形状多为圆柱在工作中意外失效时，断裂的叶片碎块会以巨大的能形，且撞击速度较高，因此弹体穿甲的研究结论只能量被甩出，严重威胁飞行器的安全。中国民航航空发作为参考。Ben—DorI~1通过简化的锥形弹体冲击双层动机适航规定和通用规范均要求压气机和涡轮转子板模型，分析了层间距对双层延性金属材料平板的影

7、机匣必须对转子叶片失效引起的破坏具有包容性。为响，结果表明，随着层问距的增加，双层金属板的弹道了提高效率，现代航空发动机高压压气机机匣和低压极限速度可能增加，也可能降低。Dey等结合试验和涡轮机匣通常设计为双层金属结构。因此，研究双层数值仿真研究了3种不同钢板抗侵彻性能，在钝头冲机匣的包容性具有重要的工程应用意义。击下，随着材料强度的提高，钢板的弹道极限速度呈航空发动机机匣包容能力的验证通常花费极其下降趋势，在锥形或者头部有尖拱的弹体冲击下，钢昂贵，在机匣设计初期，一般通过研究不同的材料和板的弹道极限速度与之相反。Huang

8、[1数值模拟了钝结构形式的抗冲击性能，预估机匣的包容能力。公开头弹体冲击双层厚度为6inn、层间距为3mm钢板l4航空发动机第37卷的弹道冲击性能，模拟结果表明，双层钢板在钝头弹1．2材料模型体冲击下的失效模式为拉伸撕裂，且其抗冲击性能比在数值仿真时，对叶片和靶板均采用随动塑性材同等厚度的