挡风玻璃抗鸟撞性能仿真分析

《挡风玻璃抗鸟撞性能仿真分析》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、———————————————————————————————————————————————————————————————————。—。—‘—————————————————————。————————————一一。一趋验与认证I挡风玻璃抗鸟撞性能仿真分析Investigationofbirdstrikingwindshields李宏1杨爱莲1宋培元1赵威2王立闯2庞世红2(1南车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心，山东青岛266111；2中国建材检验认证集团股份有限公司，北京100024)摘要：本文对一种新头型列车用挡风玻璃进行了抗鸟撞性

2、能仿真分析，提供了一种挡风玻璃抗乌撞性能的仿真分析方法，对一种新头型司机室挡风玻璃夹层风挡抗鸟撞性能进行冲击仿真分析，给出了该风挡受到冲击后的损伤结果，供挡风玻璃设计、生产使用。关键词：挡风玻璃；鸟撞；静强度；疲劳强度；试验分析Abstract：TheessayputsforwardasimulationanalysisoftheAntibirdperformanceofthewindshieldusedinaMotertrainwithanewshapeheadstock，whichprovidesamethodofthesimulation

3、analysisoftheAndbirdperformanceofthewindshield，putsforwardasimulationanalysisoftheinterlayerinthewindshieldusedinaMotertrainwithanewshapeheadstockwhenrushed，providestheconsequenceoftherasheffectsonthewindshield．Keywords：windshield；birdstrike；staticstrength；fatiguestrength；te

4、stanalysis中图分类号：TQ171．73文献标识码：A文章编号：1003—8965(2015)06一n{117-I_13国标、欧标、行标对于铁道车辆挡风玻璃抗冲击性能规定的项点主要为抗飞弹冲击性能、抗散裂性能和抗砾石冲击性能，模拟挡风玻璃承受刚性异物冲击的安全性。近几年来随着列车运营速度的提高，挡风玻璃受到飞鸟撞击的几率较大，因此参照飞机的相关试验，应增加对列车挡风玻璃抗乌撞性能的性能要求。飞鸟作为软体冲击物，与刚性异物冲击各项表征均不同，抗鸟撞性能的仿真对列车前期头型修正、玻璃结构设计起到至关重要的作用m】。匝臣霆耍圈分析用挡风玻璃为

5、夹层结构，如图1所示，风挡由玻璃片和PVB胶膜组成，从外向内依次为：第一层：6mm，玻璃：第二层：1．52mm，PVB：第三层：5mm，玻璃；第四层：5．32mm，PVB：第五层：3mm，玻璃。第六层：3．22mm防飞溅层风挡周围有支撑结构，其材料6063一T6。2结构抗冲击要求1)1．8Kg鸟体；2)冲击速度420Km／h：3)沿水平方向冲击。按要求撞击中心点，如图1所示。图1司机室挡风玻璃示意图3仿真分析技术3．1鸟体模型由于鸟体相对于挡风玻璃为软物体，数值模拟中为了避免乌体撞击产生大变形和散开使得计算中止，本文采用SPH(光滑粒子流体动力

6、学)方法模拟鸟体，见图2。SPH是一种无网格Lagrange方法，其基础是插值方法，材料被离散成一系列拓扑独立的插值点，连续介质力学中守恒方程(如质量，能量，动量)通过光滑核函数提供空间位置点的值积分得到。本文采用W4一Bspline核函数。攘·．·I。／彭9匡：奢√℃．：j．笋子连．j．：；j!．／j．．：：-．’：中心粒子·相邻粒子∈图2SPH鸟体模型17梅验与iAiiE一—————————————————————————————————————————————————————————·——————-—————_————————————-—

7、———————————-—一鸟体的形状采用两端带半球形的圆柱体，如图2所示，乌体密度约为水的95％，则鸟体模型密度为950kg／m3，41b鸟体(1．8Kg)的D约为1．26mm。乌体材料的本构关系模型采用MumaghanEOS，表示为：p=p。4-B((p／po)7—1)M．A．McCARTHY等人对该乌体模型进行了验证。宋春艳等人在该理论基础上建立的SPH鸟体模型应用在某型飞机鸟撞适航取证试验与分析工作上，获得了适航当局的认可批准。3．2挡风玻璃模型本报告基于显示积分非线性动力学理论，对冲击过程进行仿真分析。将玻璃、胶膜都采用各向同性的弹塑

8、性模型，因为胶膜材料都是应变率敏感材料，应变率采用Cowper—Symonds模型，单元失效采用最大塑性应变失效。各层之间的节点通过共节点连接处理，鸟