鸟撞蜂窝夹层结构失效模型参数方法研究.pdf

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1、总第193期直升机技术GeneralSerialNo.1932017年第3期HELICOPTERTECHNIQUENo.32017文章编号:1673-1220(2017)03-006-04鸟撞蜂窝夹层结构失效模型参数方法研究王影，吕乐丰，田中强(中国直升机设计研究所，江西景德镇333001)摘要为研究一种快速获得蜂窝夹层结构抗鸟撞冲击响应的失效参数反演的方法，建立显式非线性鸟撞有限元模型，利用试验设计方法克服人工试凑法的局限性，并在响应面基础上对变形量进行了优化。研究表明失效模型参数中的塑性功对

2、结构破坏有比较大的影响。进行了真实物理验证试验，对比结果表明了方法的准确性，仿真精度有所提高。关键词DOE设计;失效模型;反演方法;蜂窝夹层结构;鸟撞击中图分类号:V215.2;V214.6文献标识码:ABirdStrikeHoneycombSandwichStructureFailureModelofMethodParameterResearchWANGYing，LVLefeng，TIANZhongqiang(ChinaHelicopterResearchandDevelopmentInsti

3、tute，Jingdezhen333001，China)AbstractTostudyakindofmethodthatcouldquicklygetthehoneycombsandwichstructurefail-uremodelparametersoftheshockresponseofstrikeofbird，nonlinearfiniteelementmodelwases-tablishedinthispaper，andbasedontheresponsesurface，thedefo

4、rmationwereoptimized.Experi-mentdesignmethodovercamethelimitationsofartificialtrialanderrorwasusedtostudyresultsshowthatthemaximumplasticworkhavelargeinfluenceonstructuredamage.Physicalverificationtestshowedthattheaccuracyoftheinversionmethodandthesi

5、mulationprecisionwasimproved.Keywordsdesignoperationexperiment;failuremodel;inversionmethod;honeycombsandwichstructure;birdstrikes规定。其中，直升机发动机整流罩、雷达罩等结构位0引言于迎风面处，鸟撞分析中要求该类结构不能出现穿直升机自身的特点决定了其飞行任务集中在中透性破坏。夹层结构因具有轻质、比强度高、比刚度低空，该高度范围也是鸟类经常出没的区域，为了保大、能量吸收

6、及减振良好等优异性能，广泛地应用于[1，2]证直升机的安全，运输类旋翼航空器适航条款这类罩体结构的设计制造中。冲击载荷下的夹层结CCAR29.631条“鸟击”对直升机抗鸟撞提出了明确构表现出高度的非线性特征，国内外相关学者对变收稿日期:2016-12-08作者简介:王影(1981-)，女，黑龙江省哈尔滨市人，硕士，工程师，主要研究方向:载荷与部件静强度。2017年第3期王影，吕乐丰，田中强:鸟撞蜂窝夹层结构失效模型参数方法研究·7·形失效模式设计参数等开展了相关研究工作。C.程可以用V、W等作为

7、输入参数，产生的结构变pmax[3]C.Foo等人通过低速冲击预测蜂窝结构的响应与形为输出参数的理论数学模型。研究输入与输出的破坏，蜂窝芯采用壳元模拟，胞壁为各向同性理想弹关系，可以对相关参数进行试验设计(DOE)分析，[4，5]塑性材料，考虑复合材料面板对冲击的敏感性，参数抽样采用Hammersley方法，它可通过伪随机数结构表面只是小变形，使蜂窝芯变形处于弹性范围值发生器在超立方体中均匀抽样，能在K维超立方体内，忽略了蜂窝芯的破坏。直升机整流罩在鸟体撞中实现很好的均匀分布。采用有限个样本点进

8、行计击下，在出现剪切褶皱、孔间失稳、蜂窝塌陷等局部算，再利用响应面法构造自变量与因变量的方程为:[6]失稳后，结构还能继续承载，所以研究直升机夹f=min(x，x，x，x)(4)1234层结构的极限抗鸟撞能力，需要研究整个结构在鸟其中，f表示结构中心区域最大变形，x表示最大塑1击载荷下的宏观表现。由于玻璃布面板在高速冲击性功，x表示鸟撞速度，x表示塑形硬化控制参数，23载荷下表现了一定的塑性，经典的Hashin、Chang-x表示硬化指数。4Chang失效准则及通过静力试验测得的失效应变已[7，