文档介绍：第九届全国冲击动力学学术会议论文集鸟体撞击蜂窝夹层板的动力晌应分析研究赵楠,薛璞,李玉龙(西北工业大学航空学院,西安7l0072) 摘要:本文用数值模拟的方法研究了蜂窝夹层板在鸟撞速度为80111/s和120Ill/s冲击速度下的动态响应,能量吸收特性以及冲击能量耗散途径和规律。研究表明:会属蜂窝夹层板在80lIl/; 能量吸收的主要机制为央芯的逐步K溃、撕裂,面板的弯曲和拉伸变形。(例如,当鸟体以80m/s的速度撞击蜂窝结构,}二面板吸收的能量占蜂窝板吸收能量的60%)。在重量不变的前提下,改进J,冲击速度为120m/s的夹层板结构,改进后的模型比原模型有更好的吸能防护效果。关键词:蜂窝夹层板,能量吸收,鸟撞中图分类号:TB34 文献标志码:A 引言民用乜机的安全性是运营的基本要求。但自20世纪90年代以米,鸟撞并造成火难性后果的事故数目一直在增加。目前,鸟撞飞机已成为威胁航空安全的重要冈素之一。美国呜撞协会报告指出白1988年起已经超过人千万美金的损失与195人伤亡是与呜撞飞行安全事件有关的损火Il Eschenfelder在2005年指出近年米的鸟撞事什发生与高度有反比例【21。匕行的高度越低,发生鸟撞事故的可能性就越高。民刚|5I机事故70%以上发生在起飞降落阶段,属丁可生存事故的范畴。由丁飞机被鸟类击中的可能性到目前为止仍不可避免,所以飞机结构的抗鸟撞设计就显得1卜常重要。为提高匕机的安全性,民用飞机的抗呜撞设计研究近年来己得到了各航空大国越米越多的重视。FAR ,受到4磅(‘)的鸟撞ih后,仍可安全的降落;就民航机而言,在设计与制造的过程中必须以这些相关法规做为最基本的目标,使得乜机在鸟撞后能够尽可能的保证飞行员及飞机的安全。为了验证 l{I机满足适航条例的规定,传统的方式是用实验的方法,由高压气体发射鸟弹撞击到全尺寸机身结构上,并做出相应的评估,按照FAR ’止15l机安全ls行与降落。为降低研发成本,近年来随着数值模拟方法的迅速发展,利用数值模拟并经过实验验证的途径越米越多地被采用ljj。蜂窝夹层结构是由薄而强的两层面板,中间夹有蜂窝材料互相胶接而成(如图l所示)。面板可以是金属板、复合材料面板、塑料板等。这些材料不仅』i有比强度高,比刚度高、稳定性好、质鼙轻的特点,而且具有很强的能苗吸收能力【4l,因此在乜机结构上得剑了广‘泛的应用。如机翼的前后缘等。因此,了解夹层结构在冲击载荷作用下的动态特性及冲击能量吸收性能对飞机结构的抗鸟撞设计是非常重要的。本文将研究蜂窝夹心板在鸟体以80111/s和120m/s速度冲击下的动态响应,分析蜂窝夹层板受冲击后的能量耗散途径和规律,并改进冲击速度为120m/S的夹层板结构,使其具有更好的吸能效果,为蜂窝夹层板的设计提供依据。 793 第九届全国冲击动力学学术会议论文集图l蜂窝夹层结构 2蜂窝夹芯板的材料和几何参数所研究的夹芯板由上下两层LYl2锅合金面板组成,其尺寸为330mmx330mm×,其机械性能由Johnson-cook本构关系