某型飞机弹射座椅穿盖弹射试验与数值模拟

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1、第45卷第3期2013年6月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&Astronautics某型飞机弹射座椅穿盖弹射试验与数值模拟王一丁童明波闫家益潘雄(南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京，210016)V01．45No．3Jun．2013摘要：通过某型飞机弹射座椅穿盖弹射火箭滑车试验，研究了舱盖在穿盖弹射中的破裂形式。在试验研究的基础上，进行了数值模拟，利用PCL语言对MSC．PATRAN进行二次开发，实现参数化建模。采用非线性有

2、限元方法，通过瞬态动力学软件MSC．Dytran仿真得到了人椅系统在穿盖出舱过程中的过载及舱盖的破裂效果，与试验数据对比吻合较好，验证了模型的准确性。在此基础上，以VC及OpenCASCADE为工具，开发了通用性的飞机座椅弹射仿真平台，该平台具有一定的工程应用价值。关键词：动力学分析；穿盖弹射；参数化建模；二次开发中图分类号：V215．2文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)03—0336—05TestandNumericalSimulationofThroughCanopyEjectionforA

3、ircraftWangYiding，TongMingbo，YahJiayi，PanXiong(KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense—AdvancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Therupturemodeofcanopyduringthroughcanopyejecti

4、onisdiscussedviarocketsledforanaircraft．Basedontheinvestigation，numericalsimulationiScarriedout．ParametricmodelingiSaccom—plishedbysecondarydevelopmentofMSC．PATRANusingPCL．Theoverloadofseat—mansystemandtherupturemodeofcanopyaresimulatedbyMSC．Dytran，ageneral—pu

5、rposeexplicitnonlineartransientdynamicfiniteelementcode．Theagreementbetweenthesimulationresultsandthetestdataprovestheeffectivenessofthesimulationmodel．AgeneralplatformforanalyzingandsimulatingtheejectionprocessisdevelopedbytheuseofVCandOpenCASCADS．Theplatform

6、ishelpfulforthedesignandmodificationofaircraftcanopyandejectionseat．Keywords：dynamicsanalysis；throughcanopyejection；parametricmodeling；secondarydevelopment弹射座椅被称为飞行员的“生命之舟”，弹射通道安全快速地清除是飞行员弹射救生成功的关键。现阶段国内对于弹射救生研究主要依赖于试验[1]，文献[2—4]等对弹射过程中的冲击问题进行了分析研究。穿盖弹射是目前飞行员离

7、机救生的主要方式，但是相关文献中针对穿盖弹射此类复杂冲击过程的研究还较少，因此，对这一问题的分析显得尤为必要。弹射救生中的穿盖问题属于非线性动力学范畴，此类冲击碰撞问题发生在毫秒量级，动载荷强、材料应变率高、位移变形大，涉及到冲击与碰撞动力学、弹塑性力学、粘弹性力学以及有限元等多学科知识。数值仿真能在试验前对设计修改进行分析，对舱盖以及弹射座椅进行初步分析，从而大大节省研制费用，缩短研制周期。所以有必要在深入研究穿盖弹射试验和数值仿真的基础上，建立穿盖弹射试验与仿真平台对舱盖进行便捷的仿真分析，并能方便地处理与比较

8、所得数据结果。本文对某型飞机进行了穿盖弹射试验研究，采用PCL语言对MSC．PATRAN进行二次开发，实现参数化建模，对整个穿盖过程进行了数值模拟，将数值模拟结果与穿盖试验结果进行了对比，验证了分析模型的准确性，建立了飞机座椅弹射仿真平收稿日期：2012—01—04；修订日期：2012-02—20通信作者：童明波，男，教授，博士生导师，1966年出生，E—m