冲击载荷作用下机身壁板破坏效应及结构优化

作     者：李永鹏 徐豫新 杨祥 李旭东 LI Yongpeng;XU Yuxin;YANG Xiang;LI Xudong

作者机构：北京理工大学爆炸科学与技术国家重点实验室北京100081 北京理工大学高能量密度材料教育部重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 上海飞机设计研究院上海201210 中北大学机电工程学院太原030051 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2023年第42卷第14期

页      面：40-47页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082501[工学-飞行器设计] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 

基　　金：科技三项(KJKT 19-057) 

主　　题：最小风险炸弹位置 机身壁板 结构响应 数值仿真 2020-T3铝合金 

摘      要：研究非包容抗爆结构约束下,冲击波和端头两种冲击载荷对机身壁板的破坏效应。以定向非包容抗爆结构冲击位置处机身壁板为研究对象,通过有限元数值模拟,分析了在非包容抗爆结构约束下冲击波和端头两种载荷作用于不同位置时,机身壁板的破坏模式和程度,并以限制机身壁板破坏范围为目的,对冲击位置处机身壁板进行了结构优化。结果表明:在冲击波作用下机身壁板的主要破坏模式为蒙皮剪切冲塞、沿筋和垂直于筋撕裂以及筋条断裂,在端头作用下则为蒙皮沿筋和垂直于筋撕裂以及筋条断裂;冲击位置对端头载荷作用下机身壁板的破坏程度影响较冲击波明显;端头冲击筋条位置对机身壁板的整体破坏程度较小,为较优的冲击方案;垂直加筋对两种冲击模式下机身壁板的破口扩展均有明显约束效果,但对端头作用下的约束效果更佳,端头冲击筋间或筋条位置时,增加垂直加筋壁板损伤面积分别减小了56%和39%。研究结果可为民机用非包容抗爆容器结构设计及冲击位置处机身壁板结构设计提供指导。