典型材料抗鸟撞特性研究

作     者：李达诚 

作者单位：哈尔滨工业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张伟

授予年度：2015年

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

主      题：鸟撞 飞机强度 高速撞击 数字图像相关 神经网络 反演 

摘      要：对于现代化高度发展的航空交通行业来说,航空工具的安全性是目前人们关注的重要课题。在研究飞机结构强度的领域中,抗鸟撞性能是不可忽视的评价指标。但是目前国内外的鸟撞现象研究受限于实验条件和数值模拟方法,仅处于定性研究的阶段,并且国内与国外的研究进展有着较大差距。本文探索了将实验数据与数值仿真结果相结合的方法,希望对于研究鸟撞现象的策略提供新思路。本文首先简要介绍了鸟撞现象的相关理论成果。通过参考现有文献中的人工鸟弹配方,使用明胶制作了实验用人工鸟弹。分别对5A06、LY12、2024三种铝合金靶板和T700碳纤维复合材料层合板进行了鸟撞实验。使用高速相机进行了撞击过程的拍摄和数字图像实验数据的采集。对于实验过程的具体安排和操作方法进行了详细叙述,包括各项操作细节与注意事项。本文将数字图像相关技术(Digital Image Correlation)引入到鸟撞现象的研究当中,介绍了其基本原理,并对其在鸟撞实验中的具体应用方法进行了阐述。通过与实验鼓包数据的对比,验证了数字图像相关技术的准确性,使用该光测技术得到的数据显示了本文鸟撞实验的基本规律以及高速撞击过程中应力波的作用过程。另外本文也对于实验过程中边界条件对于实验数据的影响进行了讨论分析。在进行仿真时,需要已知明胶弹的材料参数。对于明胶弹的流体动力学行为需要使用状态方程来进行描述,但是目前文献中相关的研究很少。本文通过对已知的靶板材料参数和实验获取的位移数据进行反演计算,编写了神经网络程序反算得到了明胶弹的材料参数,经过仿真与实验的对比论证,证明了该方法的可行性。