用SPH和有限元方法研究鸟撞飞机风挡问题

《用SPH和有限元方法研究鸟撞飞机风挡问题》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1期航空学报V01．31No．12010年1月ACTAAERONAUTICAETASTRONAUTICASINICAJan．2010文章编号：1000-6893(2010)01—0136-07用SPH和有限元方法研究鸟撞飞机风挡问题贾建东h3，李志强2”，杨建林2，赵隆茂2，姚小虎4(1．南京航空航天大学航空宇航学院，江苏南京210016)(2．太原理工大学应用力学研究所，山西太原030024)(3．成都飞机工业(集团)公司技术中心，四川成都610092)(4．华南理工大学土木与交通学院，广东广州510640

2、)AStudyofBirdImpactonAircraftWindshieldUsingSPHandFiniteEiementMethodJiaJiandon91”，LiZhiqian92”，YangJianlin2，ZhaoLongma02，YaoXiaohu4(1．SchoolofAeronauticsandAstronautics，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing210016，China)(2．InstituteofAppliedMecha

3、nics。TaiyuanUniversityofTechnology，Taiyuan030024，China)(3．RearchandDevelopmentCenter，ChengduAircraftIndustrial(Group)Co．。Ltd．，Chengdu610092，China)(4．SchoolofCivilEngineeringandTransportation，SouthChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，China)摘要：鸟与飞行中的飞机相撞是飞机

4、结构损坏的重要因素，严重时会引发机毁人亡的灾难性事故。对高速低空飞行的军用飞机而言，风挡部分抗鸟撞的研究对保证飞行安全尤其重要。基于飞机圆弧风挡受鸟体撞击的实验观察，建立了国产某型军用飞机圆弧风挡及鸟体的计算模型，采用LS-DYNA3D中有限元和光滑粒子流体动力学(SPH)耦合的数值分析方法，对某飞机圆弧风挡受鸟体撞击的过程进行了数值模拟。计算结果得到了风挡结构的变形、位移和应变等几方面的数据，与实验结果基本吻合。同时，给出了500～650km／h速度范围内的撞击力和应力时程曲线、风挡发生破坏的临界撞速、圆弧风挡经受鸟

5、体撞击时发生破坏的可能位置及其破坏方式。最后，与鸟体采用任意拉格朗日(ALE)和无网格伽辽金方法(EFG)进行了对比，验证了SPH方法在分析鸟撞问题中的优越性。研究结果为风挡的安全设计和研制新机型提供了有价值的数据。关键词：鸟撞；飞机风挡；光滑粒子流体动力学}有限元方法中图分类号：V215．2，0347．3文献标识码：AAbstract：Theclashbetweenflyingbirdsandairplanesfrequentlyresultsindamageofaircraftstructureswhichcoul

6、devenleadtOaircraftcrashanddeathofcrewmembersinthemostdisastrouscases．InvestigationonthewindshieldresistancetObirdimpactisthereforecrucialtOensurethesafeflightofhigh-speedlow-altitudemili-taryaircraft．Basedontheexperimentalobservationofbirdimpactonaircraftarcwin

7、dshields，acomputationalmodelofanarcwindshieldandbirdforacertaintypeofaircraftmadeinChinaisestablished．Issuesonthearcwindshieldimpactedbybirdsarestudiedusingsmoothedparticlehydrodynamics(SPH)andthefiniteelementmethod(FEM)providedbyLS-DYNA3D．Resultsincludingthedef

8、ormation，displacementandstrainofthearcwindshieldareobtainedthroughnumericalsimulation，whichagreewellwiththeexperimentaldata．Moreusefulconclusions，suchastheimpactforce