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新型垂直起降(VTOL)航空器鸟撞适航要求浅析

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航空维修与工程 2024年第5期 29-33页

作者：付双检李宏孙滨牟浩蕾中国民用航空江西航空器适航审定中心中国民用航空沈阳航空器适航审定中心中国民航大学

对于新型垂直起降(VTOL)航空器,鉴于其新颖的构型特点和运行场景等方面,需针对鸟撞提出针对性的条款研究,以保证其使用的安全性。本文结合EASA提出的SC-VTOL专用条件中涉及鸟撞相关要求开展技术研究分析,并给出了相关符合性方法,为新型V... 详细信息

对于新型垂直起降(VTOL)航空器,鉴于其新颖的构型特点和运行场景等方面,需针对鸟撞提出针对性的条款研究,以保证其使用的安全性。本文结合EASA提出的SC-VTOL专用条件中涉及鸟撞相关要求开展技术研究分析,并给出了相关符合性方法,为新型VTOL航空器关于鸟撞符合性的相关验证工作提供参考。

关键词： VTOL 鸟撞单鸟撞击群鸟撞击直接影响间接影响

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民机雷达罩的抗鸟撞非线性力学行为仿真研究

南京理工大学学报 2024年第1期48卷 62-73页

作者：庞小强朱小龙荆雲杰龙舒畅唐维王焰刘卫中航成飞民用飞机有限责任公司四川成都610092 华南理工大学土木与交通学院广东广州510641

为了研究某民机雷达罩结构的抗鸟撞性能,基于ABAQUS建立了采用纤维增强非线性动力本构的雷达罩模型,综合考虑了复合材料与泡沫芯材的非线性行为与应变率效应。该文通过仿真模拟,分析了面板材料(包括复合材料和泡沫芯材)是否考虑非线性... 详细信息

为了研究某民机雷达罩结构的抗鸟撞性能,基于ABAQUS建立了采用纤维增强非线性动力本构的雷达罩模型,综合考虑了复合材料与泡沫芯材的非线性行为与应变率效应。该文通过仿真模拟,分析了面板材料(包括复合材料和泡沫芯材)是否考虑非线性与应变率效应、夹芯结构铺层顺序与角度,以及前后面板厚度比对结构鸟撞响应失效行为的影响。结果表明:纤维增强复合材料的非线性动力本构能够很好地描述雷达罩复合材料结构在动态加载下的应变率强化效应。不同铺层角度下的雷达罩面板的破坏形式基本相同,其最主要的失效形式是基体拉伸破坏,而前后面板铺层顺序为[0/-45/45]/[45/-45/0],且前后面板层厚比接近1的模型具有较好的吸能效果。

关键词：复合材料雷达罩鸟撞数值模拟非线性分析本构模型

典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究

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振动与冲击 2022年第14期41卷 127-134,209页

作者：李振华刘军西北工业大学航空学院西安710072

设计满足鸟撞适航条款要求的飞机薄壁结构,必须进行典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究。对某飞机机头上壁板薄壁结构进行了鸟撞试验,并采用光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element meth... 详细信息

设计满足鸟撞适航条款要求的飞机薄壁结构,必须进行典型薄壁结构抗鸟撞动响应试验及数值模拟研究。对某飞机机头上壁板薄壁结构进行了鸟撞试验,并采用光滑粒子流体动力学-有限元法(smoothed particle hydrodynamics-finite element method,SPH-FEM),基于商用显式有限元分析软件PAM-CRASH,建立了鸟撞上壁板薄壁结构数值计算模型。计算结果表明,上壁板结构损伤模式主要包括蒙皮撕裂和铆钉断裂,计算结果与试验结果良好的一致性验证了该数值计算模型及方法的合理性。在此基础上,建立了鸟撞典型薄壁结构数值计算模型,研究了鸟弹不同撞击角度和速度下典型薄壁结构蒙皮极限厚度值,结果表明,随着撞击速度的增大,蒙皮极限厚度的变化对撞击角度十分敏感。拟合了典型薄壁结构蒙皮极限厚度与鸟弹撞击角度和速度之间的数学关系,为飞机薄壁结构抗鸟撞设计提供技术支撑。

关键词：鸟撞光滑粒子流体动力学-有限元法(SPH-FEM) 薄壁结构数值模拟 PAM-CRASH

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变弯度机翼前缘结构抗鸟撞仿真与试验验证

振动与冲击 2022年第24期41卷 218-225,286页

作者：郭军李旭阳刘小川王计真张宇中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空重点试验室西安710065

与常规机翼不同,变弯度机翼抗鸟撞装置在设计时需要考虑变弯度机翼的机构运动路线,在保证不影响机翼机构正常功能的前提下进行设计,因此也大大增加了抗鸟撞装置设计的难点。通过试验与仿真相结合的方法,对不同构型楔形结构的抗鸟撞性能... 详细信息

与常规机翼不同,变弯度机翼抗鸟撞装置在设计时需要考虑变弯度机翼的机构运动路线,在保证不影响机翼机构正常功能的前提下进行设计,因此也大大增加了抗鸟撞装置设计的难点。通过试验与仿真相结合的方法,对不同构型楔形结构的抗鸟撞性能进行研究,得到了最合理、有效的抗鸟撞结构;根据鸟撞仿真分析结果,结合机翼机构运动路线,确定了抗鸟撞装置的设计思路,同时设计并制造了三角加弧形结构抗鸟撞装置,并对其进行了试验验证与仿真分析。结果表明,三角加弧形结构能有效预防变弯度机翼在受到鸟撞后发生破坏,为变弯度机翼抗鸟撞结构的设计提供参考。

关键词：机翼前缘鸟撞数值分析试验验证

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水陆两栖飞机尾翼抗鸟撞设计与验证方法研究

应用力学学报 2022年第3期39卷 452-461页

作者：倪磊杨荣白春玉惠旭龙陈国平周立胜张欣玥南京航空航天大学振动工程研究所南京210016 中航通飞华南飞机工业有限公司珠海519040 中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室西安710065

为确保水陆两栖飞机尾翼结构的抗鸟撞性能,针对其不同结构部位提出不同的抗鸟撞设计思路。耦合SPH方法建立了尾翼结构的鸟撞数值模型,采用实验方法获得了结构铝合金材料的准静态和中低应变率拉伸实验数据以及不同冲击速度下带母材铆钉... 详细信息

为确保水陆两栖飞机尾翼结构的抗鸟撞性能,针对其不同结构部位提出不同的抗鸟撞设计思路。耦合SPH方法建立了尾翼结构的鸟撞数值模型,采用实验方法获得了结构铝合金材料的准静态和中低应变率拉伸实验数据以及不同冲击速度下带母材铆钉的极限拉伸载荷和极限剪切载荷数据。进一步开展了尾翼结构抗鸟撞分析,并通过鸟撞实验对数值分析结果进行验证。结果表明,针对水陆两栖飞机尾翼前缘结构提出的两种抗鸟撞设计思路合理,且具有较好的抗鸟撞性能;结构采用的3种铝合金存在较为明显的应变硬化效应,但应变率敏感性较弱;随着加载速度的增大,结构采用的4种铆钉拉伸载荷呈下降趋势,但总体幅度并不大,而剪切载荷变动较小;建立的尾翼结构鸟撞数值分析模型准确,较好预测了结构的破坏模式和鸟体冲击分散过程。

关键词：水陆两栖尾翼应变率鸟撞紧固件

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直升机旋翼鸟撞研究现状与展望

应用力学学报 2022年第5期39卷 816-825页

作者：刘牧东熊欣崔韦中国直升机设计研究所强度设计部景德镇333001 中国直升机设计研究所科技发展部景德镇333001

直升机通过旋翼产生升力并实现飞行操纵,旋翼部件一旦发生失效,将会产生灾难性的后果,而鸟撞是直升机低空飞行特点下的典型事故。因此,有必要关注直升机旋翼的鸟撞动力学过程及其损伤失效行为。本研究结合适航规章和国家军用标准要求分... 详细信息

直升机通过旋翼产生升力并实现飞行操纵,旋翼部件一旦发生失效,将会产生灾难性的后果,而鸟撞是直升机低空飞行特点下的典型事故。因此,有必要关注直升机旋翼的鸟撞动力学过程及其损伤失效行为。本研究结合适航规章和国家军用标准要求分析了直升机旋翼鸟撞的特点及研究意义,综述了近年来直升机旋翼鸟撞的试验研究,分析旋翼鸟撞的模型表征方法,总结旋翼鸟撞的数值模拟技术,并介绍了旋翼抗鸟撞优化及鸟撞预防策略,最后对直升机旋翼鸟撞研究的未来发展进行了展望,为直升机旋翼工程设计提供技术支持。

关键词：直升机旋翼鸟撞试验模型表征数值模拟

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鸟撞发动机整机响应显式-隐式仿真

航空发动机 2023年第1期49卷 109-114页

作者：姜凯陈伟韩佳奇刘璐璐赵振华罗刚南京航空航天大学南京210016

为了研究鸟撞作为一种典型的突加高能载荷对航空发动机关键承力构件和发动机结构安全性的影响,以某大涵道比涡扇发动机为研究对象,针对其在遭遇鸟撞后不同响应阶段的特点,使用建模软件UG和商用仿真软件Hypermesh和LS-DYNA,开发了1套鸟... 详细信息

为了研究鸟撞作为一种典型的突加高能载荷对航空发动机关键承力构件和发动机结构安全性的影响,以某大涵道比涡扇发动机为研究对象,针对其在遭遇鸟撞后不同响应阶段的特点,使用建模软件UG和商用仿真软件Hypermesh和LS-DYNA,开发了1套鸟撞突加高能载荷作用下发动机整机动态响应分析模型,建立了航空发动机整机显式或隐式长时分析流程和方法,对比了不同分析方法的优缺点,验证了不同方法在鸟撞后发动机不同动态响应阶段整机响应规律研究中各自的优越性。结果表明:鸟撞击对航空发动机的影响主要体现在撞击阶段的叶片变形和后撞击响应阶段的不平衡载荷对承力构件的影响,且采用显式-隐式结合的方式进行分析具有较好的效果。该研究结果对于航空发动机在其他突加高能载荷作用下不同动态响应阶段的整机动态响应规律研究具有一定参考价值。

关键词：鸟撞整机响应突加高能载荷长时分析载荷传递轴心轨迹航空发动机

飞机机翼内垫曲线式褶皱夹层结构的抗鸟撞性能研究

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兵器装备工程学报 2022年第10期43卷 214-219页

作者：张煌李耀明原梅妮中北大学机械工程学院太原030051 中北大学机电工程学院太原030051

提出了一种新型铝合金内垫曲线褶皱夹层结构,基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析平台,计算了该机翼内垫褶皱蒙皮在不同速度鸟体撞击下的损伤情况和蒙皮最大位移、吸能特性等抗鸟撞性能。结果表明:当鸟撞速度为300 km/h,鸟体穿透铝合金单蒙皮结... 详细信息

提出了一种新型铝合金内垫曲线褶皱夹层结构,基于ANSYS/LS-DYNA有限元分析平台,计算了该机翼内垫褶皱蒙皮在不同速度鸟体撞击下的损伤情况和蒙皮最大位移、吸能特性等抗鸟撞性能。结果表明:当鸟撞速度为300 km/h,鸟体穿透铝合金单蒙皮结构,而铝合金内垫褶皱蒙皮结构内蒙皮并未破损;铝合金内垫褶皱夹层结构外蒙皮最大位移远小于铝合金单蒙皮结构;相对于铝合金单蒙皮结构,铝合金内垫褶皱夹层结构吸收鸟体撞击动能大幅提高。

关键词：鸟撞夹层结构蒙皮损伤吸能特性 ANSYS/LS-DYNA

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航空发动机风扇叶片鸟撞研究进展

航空动力学报 2023年

作者：刘永泉罗刚张海洋陈伟中国航发沈阳发动机研究所西北工业大学民航学院南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室辽宁省航空发动机冲击动力学重点实验室南京航空航天大学能源与动力学院

航空发动机风扇叶片鸟撞问题极大地危及航空安全。21世纪以来，为应对采用新材料、新构型的航空发动机风扇叶片鸟撞问题，充分挖掘鸟撞风扇叶片问题中的科学机理，研究者发展了一系列新的分析与试验手段。本文综述了自20世纪末至今以来... 详细信息

航空发动机风扇叶片鸟撞问题极大地危及航空安全。21世纪以来，为应对采用新材料、新构型的航空发动机风扇叶片鸟撞问题，充分挖掘鸟撞风扇叶片问题中的科学机理，研究者发展了一系列新的分析与试验手段。本文综述了自20世纪末至今以来航空发动机风扇叶片鸟撞问题在鸟体几何选型与建模、瞬态动力学数值分析方法、叶片鸟撞响应与损伤以及鸟撞关键试验技术等方面的进展，并提出了未来研究应重点关注高精度鸟体模型、新材料叶片鸟撞、旋转状态下叶片鸟撞试验技术与鸟撞后发动机整机动态响应分析方法等问题。

关键词：航空发动机风扇叶片鸟撞建模分析方法试验方法