典型前缘结构抗鸟撞性能改进研究

《典型前缘结构抗鸟撞性能改进研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第31卷第9期2010年9月航空学报ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTlCASlNlCAV01．3lNO．9Sept．2010文章编号：1000一6893(2010)09—1781—07典型前缘结构抗鸟撞性能改进研究陈园方，李玉龙，刘军，刘元镛(西北工业大学航空学院，陕西西安710072)StudyofBirdStrikeonanImprovedLeadingEdgeStructureChenYuanfang，LiYulong，LiuJun，LiuYuanyong(SchoolofAeronautics，

2、NorthwesternPolytechnicalUniversity。Xi’an710072，China)摘要：针对某典型前缘结构，研究了使用纤维金属层板(FibreMetalLaminates，FMI，s)蒙皮进行抗鸟撞设计的可行性。以显式动态冲击分析程序PAM—cRASH为平台。结合由鸟撞平板试验结果验证的鸟体本构模型参数，建立了鸟撞前缘结构数值模型。通过计算研究了使用不同蒙皮(铝合金、FMI。s)的前缘结构在鸟撞作用下的变形破坏模式及吸能效果。结果表明：采用适当铺层的FMLs蒙皮可以有效地提高前缘结构的抗鸟撞性能。

3、研究结论对飞机结构的抗鸟撞研究具有一定的参考价值。关键词：鸟撞；纤维金属层板；蒙皮；光滑粒子流体动力学；PAM—CRASH中图分类号：V214．1文献标识码：AAbstract：Thefeasibilityofanti—birdstrikedesignofusingfibremetallaminates(FMI，s)skinisstudiedforatypicalleadingedgestructure．Themodelofbirdstrikeontheleadingedgestructureisestablishedby

4、explicitfiniteelementcodePAM—CRASHusingtheconstitutivemodelparametersofbirdmaterialswhichareverifiedbytheexperimentalresultsofbirdstrikeonplate。Then，theprocessesofbirdstrikeontheleadingedgeswithaluminumandFMLsskinsarerespectivelystudiedbynumericalsimulation，inwhic

5、hdeformationmodes，fail-uremodesandenergyabsorptionoftheleadingedgestructuresareinvestigated．TheresultsshowthatFMLswithappropriatelaminatelayerscaneffectivelyimprovetheanti—birdstrikeperformanceoftheleadingedge．Theconclusioncouldhavesomereferencevaluesonanti-birdst

6、rikestudyoftheaircraftstructure．Keywords：birdstrike；fibremetallaminates；skin；smoothedparticlehydrodynamics；PAM-CRASH鸟撞是航空飞行安全的重大危害，每年造成大量的生命和财产损失。据统计：1990--2002年的13年中，美国国内共发生鸟撞事故46000多起[j]。国际上民用飞机适航条例中都有专门针对鸟撞的规定，因此鸟撞问题研究日益受到研究人员的关注。王富生等[23提出了一种鸟体参数的反演方法以提高鸟撞数值模拟的

7、精度，张志林等[3]经过研究提出了～套风挡鸟撞动响应分析方法。由于飞机设计中严格的重量限制，开发新结构和寻找新材料便成为抗鸟撞设计的主要方法。纤维金属层板(FibreMetalLaminates，FMLs)是一种由金属薄板和纤维材料交替铺层的层间混杂复合材料，其概念最早由荷兰的Fokker提出，在20世纪70年代得到了极大的发展。FMLs综合了传统纤维复合材料和金属材料的特点，克服了单一复合材料和金属材料的不足，不但有高的比强度和比刚收稿日期：2009—10—10；修订日期：2010—03—30基金项目：国防科技工业民用专

8、项科研技术研究项目通讯作者：李玉龙E+mail：liyulong@nwpu．edu．cn度，还具有优异的减振降噪性能和非常突出的抗冲击性能。近年来，基于玻璃纤维的FMLs得到了极大的关注，一种名为GLARE的商业玻璃纤维FMLs得到了大量的应用，如波音777的货仓地板、庞巴迪Learjet125的防水壁