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2024航空铝合金固支靶板分层数抗鸟撞性能研究 被引量：3
1
作者 徐建新 袁家俊 邓云飞 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第10期3914-3922,共9页
为探究相同厚度的靶板在不同分层数目下的抗侵彻性能,利用AUTODYN软件建立SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)圆柱鸟弹撞击2024铝合金Lagrange靶板模型。靶板厚度为1mm、2 mm、3 mm和4 mm,其中1 mm和2 mm靶板分为单层和双层,3 mm靶... 为探究相同厚度的靶板在不同分层数目下的抗侵彻性能,利用AUTODYN软件建立SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics)圆柱鸟弹撞击2024铝合金Lagrange靶板模型。靶板厚度为1mm、2 mm、3 mm和4 mm,其中1 mm和2 mm靶板分为单层和双层,3 mm靶板分为单层、双层和三层,4 mm靶板分为单层、双层和四层。通过分析靶板鼓包高度,研究靶板厚度和分层数目对其抗鸟撞性能的影响。仿真结果表明:4 mm厚度靶板的抗鸟撞性能随分层数目增加而增加;1 mm、2 mm和3 mm厚度靶板的抗鸟撞击性能随分层数目增加而降低。 展开更多
关键词 鸟弹 靶板 分层数目 抗鸟撞特性 数值仿真
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用于鸟撞试验的仿真鸟弹研究 被引量：10
2
作者 刘小川 郭军 +3 位作者 孙侠生 陈建新 张建军 苗娟 《实验力学》 CSCD 北大核心 2012年第5期623-629,共7页
对用于飞机结构抗鸟撞试验的仿真鸟弹进行了研究,给出了配方,其基体材料为明胶和水。密度是仿真鸟弹的关键参数,通过工艺流程和添加调质材料对其进行控制。鸟弹外形尺寸和重量由模具保证,制作出了满足规范要求的1.8kg标准形态鸟弹。利用... 对用于飞机结构抗鸟撞试验的仿真鸟弹进行了研究,给出了配方,其基体材料为明胶和水。密度是仿真鸟弹的关键参数,通过工艺流程和添加调质材料对其进行控制。鸟弹外形尺寸和重量由模具保证,制作出了满足规范要求的1.8kg标准形态鸟弹。利用4块12mm厚的铝板,进行了3次真实鸟弹试验和1次仿真鸟弹的鸟撞对比试验。试验结果表明,仿真鸟弹具有足够的强度可承受发射过载。同时仿真鸟弹与真实鸟弹的动态变形模式以及结构动态应变响应时间历程基本一致。其结构动态应变响应最大值仅相差3.2%,而结构残余变形相差8.7%。上述结果证明了本文研制的仿真鸟弹可以在结构抗鸟撞试验研究中替代真实鸟弹。 展开更多
关键词 鸟撞 鸟撞试验 仿真鸟弹 明胶
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明胶鸟弹撞击复合材料蜂窝夹芯板试验 被引量：8
3
作者 陈琨 解江 +4 位作者 裴惠 霍雨佳 冯振宇 牟浩蕾 詹绍正 《复合材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第2期328-335,共8页
开展明胶鸟弹撞击复合材料蜂窝夹芯板试验,研究夹芯结构在软体高速冲击下的损伤形式,分析相关因素对结构动态响应结果的影响。通过CT扫描对复合材料蜂窝夹芯板内部进行检测可知,面板出现分层、基体开裂、纤维断裂、凹陷、向胞内屈曲等... 开展明胶鸟弹撞击复合材料蜂窝夹芯板试验,研究夹芯结构在软体高速冲击下的损伤形式,分析相关因素对结构动态响应结果的影响。通过CT扫描对复合材料蜂窝夹芯板内部进行检测可知,面板出现分层、基体开裂、纤维断裂、凹陷、向胞内屈曲等损伤形式,蜂窝芯出现芯材压溃、与面板脱粘的损伤形式;分析复合材料蜂窝夹芯板后面板的动态变形过程及撞击中心处位移-时间数据可知,复合材料蜂窝夹芯板在撞击过程中出现由全局弯曲变形主导和局部变形主导的两种变形模式;通过对比不同工况下的复合材料蜂窝夹芯板损伤程度可知,复合材料蜂窝夹芯板损伤程度随鸟弹撞击速度的增加而增大;蜂窝芯高度为10 mm的复合材料蜂窝夹芯板较蜂窝芯高度为5 mm的复合材料蜂窝夹芯板的损伤程度大;初始动能较大的球形鸟弹较圆柱形鸟弹对复合材料蜂窝夹芯板造成的冲击损伤程度更大。 展开更多
关键词 鸟撞 明胶鸟弹 复合材料蜂窝夹芯板 损伤形式 试验
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人工鸟研究进展及在飞机结构抗鸟撞中的应用 被引量：5
4
作者 刘小川 王计真 白春玉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第12期80-89,共10页
鸟撞是飞行安全的重要威胁,军机强度规范、民机和发动机适航标准均明确要求,须通过鸟撞试验等手段对结构抗鸟撞能力进行验证,并对鸟撞关键部位、鸟撞速度和鸟弹规格等给出明确规定。家禽鸟弹因个体差异因素导致鸟撞响应出现较大分散性,... 鸟撞是飞行安全的重要威胁,军机强度规范、民机和发动机适航标准均明确要求,须通过鸟撞试验等手段对结构抗鸟撞能力进行验证,并对鸟撞关键部位、鸟撞速度和鸟弹规格等给出明确规定。家禽鸟弹因个体差异因素导致鸟撞响应出现较大分散性,人工鸟弹成为该领域的重要研究方向,相关标准指出可使用人工鸟替代家禽实施鸟撞试验。介绍了明胶人工鸟的制备工艺,基于国内外鸟撞试验结果梳理,分析了人工鸟弹与家禽鸟弹动态一致性和可替代性;阐释了人工鸟弹形状和尺寸等因素对撞击响应的影响,给出了人工鸟本构模型及本构参数识别方法的最新进展与不足;梳理了人工鸟在鸟撞试验研究方面的应用现状及人工鸟标准化方面的展望。 展开更多
关键词 鸟撞 鸟撞试验 家禽鸟弹 明胶人工鸟弹 本构参数识别 人工鸟标准化
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一种适用宽速域冲击的明胶鸟弹数值建模方法
5
作者 彭鸿博 侯润峰 +3 位作者 李旭阳 王计真 白春玉 石霄鹏 《高压物理学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期172-186,共15页
明胶鸟弹在不同撞击速度下表现出不同的响应特性。为解决传统明胶鸟弹本构表征方法在不同速度范围内不能通用的问题,开展了330 g明胶鸟弹以70~190 m/s速度、60°或90°入射刚性铝合金平板试验,记录了冲击力数据及撞击形貌。结... 明胶鸟弹在不同撞击速度下表现出不同的响应特性。为解决传统明胶鸟弹本构表征方法在不同速度范围内不能通用的问题,开展了330 g明胶鸟弹以70~190 m/s速度、60°或90°入射刚性铝合金平板试验,记录了冲击力数据及撞击形貌。结果表明,随着撞击速度的提高,鸟弹碎裂得更充分,碎块体积减小。利用LS-DYNA建立了自适应FEM-SPH(finite element method-smoothed particle hydrodynamics)鸟体模型。依据试验结果反演得到一组鸟体本构参数:切线模量为1.33MPa,剪切模量为115.95MPa,Murnaghan状态方程参数γ为10.49,k_(0)为69.77 MPa,体积模量为246.4 MPa,失效塑性应变为1.15,初始屈服应力为0.21 MPa。仿真结果与试验结果具有很好的一致性,冲击力峰值的相对误差在2%以内,冲量的相对误差在10%以内。自适应FEM-SPH鸟体模型具有比SPH模型和拉格朗日模型更高的精度。由自适应模型得到的Hugoniot压强与理论结果具有相同的变化趋势,滞止压强与理论值较接近。 展开更多
关键词 鸟撞 明胶鸟弹 自适应 有限元法 光滑粒子流体动力学 本构参数识别
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明胶鸟弹撞击力传感器试验及数值建模方法研究 被引量：6
6
作者 冯振宇 霍雨佳 +4 位作者 裴惠 解江 牟浩蕾 刘小川 郭军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第12期206-212,共7页
为研究不同质量和不同速度下明胶鸟弹的数值建模方法,开展明胶鸟弹撞击力传感器试验。试验过程中明胶鸟弹呈现类似流体状破碎和前端破裂后残余部分回弹的两种失效模式;在数值建模中,对破碎呈流体状的明胶鸟弹选用SPH方法离散及状态方程... 为研究不同质量和不同速度下明胶鸟弹的数值建模方法,开展明胶鸟弹撞击力传感器试验。试验过程中明胶鸟弹呈现类似流体状破碎和前端破裂后残余部分回弹的两种失效模式;在数值建模中,对破碎呈流体状的明胶鸟弹选用SPH方法离散及状态方程本构模型,对前端破裂后残余部分回弹的明胶鸟弹选用拉格朗日方法离散及含失效的弹塑性本构模型,并依据试验结果分别对其本构参数进行反演,计算结果与试验结果吻合度较高,验证了该建模方法的合理性;对本构参数适用性进行验证,结果表明,在该设计的明胶鸟弹质量和撞击速度范围内,对于含失效的弹塑性本构模型,不同质量的明胶鸟弹需要不同的本构参数进行建模;对于状态方程本构模型,不同质量与不同速度的明胶鸟弹,需要不同的本构参数进行建模。 展开更多
关键词 鸟撞 明胶鸟弹 数值建模方法 参数适用性
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碳纤维叶片的鸟弹冲击响应及损伤
7
作者 张景景 谢洋 +2 位作者 刘志芳 马小敏 李世强 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第12期38-53,共16页
通过实验和数值模拟研究了T300碳纤维叶片的抗冲击性能,探讨了碳纤维叶片的变形损伤模式及纤维层数对叶片抗冲击性能的影响。采用明胶鸟弹对不同层数碳纤维叶片开展了冲击实验,基于宏观连续损伤力学理论和Hashin失效准则针对碳纤维材料... 通过实验和数值模拟研究了T300碳纤维叶片的抗冲击性能,探讨了碳纤维叶片的变形损伤模式及纤维层数对叶片抗冲击性能的影响。采用明胶鸟弹对不同层数碳纤维叶片开展了冲击实验,基于宏观连续损伤力学理论和Hashin失效准则针对碳纤维材料的失效形式编写了用户材料(vectorized user-material,VUMAT)子程序,采用光滑粒子流体动力学方法模拟明胶鸟弹,运用ABAQUS有限元软件对不同层数碳纤维叶片的动态响应过程进行了数值模拟,在鸟弹冲击过程中叶片变形、鸟流状态、冲击持续时间等方面,模拟结果与实验结果吻合较好。在鸟撞叶片初始冲击阶段,三种不同层数的叶片都有较大的变形,且叶片的变形模式相近;在冲击衰减阶段与恒流稳定阶段,不同层数碳纤维叶片的挠度与断裂位置都有较大差别。在鸟弹冲击叶片过程中,叶片以弯曲和扭转耦合变形模式为主,其中弯曲变形对其损伤破坏起主导作用。实验结果表明,碳纤维叶片损伤模式主要表现为:(1)叶根部边缘损伤,(2)叶根部完全断裂,(3)叶根部与叶顶部完全断裂。碳纤维抗冲击性能受层数的影响较大,通过实验和数值模拟对鸟弹冲击叶片进行机理分析,可为碳纤维叶片的工程设计和应用提供参考。 展开更多
关键词 碳纤维叶片 鸟击 明胶鸟弹 动态响应 断裂损伤
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典型航空器结构抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性及其对比研究 被引量：3
8
作者 张宇 王彬文 +2 位作者 白春玉 刘小川 郭军 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第18期307-314,共8页
为研究典型航空水平安定面和机翼前缘结构抗冰雹和仿真鸟弹冲击特性,通过D80空气炮系统开展相关试验,研究弹体速度和结构类型对抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性的影响,并基于经验证的有限元模型,开展机翼前缘结构抗等动能冰雹、仿真鸟弹冲击... 为研究典型航空水平安定面和机翼前缘结构抗冰雹和仿真鸟弹冲击特性,通过D80空气炮系统开展相关试验,研究弹体速度和结构类型对抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性的影响,并基于经验证的有限元模型,开展机翼前缘结构抗等动能冰雹、仿真鸟弹冲击对比研究。结果表明:随着弹动能的增加,撞击凹坑深度及塑性变形区域越大,且远远大于弹的直径;撞击后不同规格机翼前缘结构变形趋势一致,但前缘曲率越大,凹坑深度及塑性变形区域越大;在等动能弹冲击下,仿真鸟弹和冰雹在典型航空器结构上形成的凹坑形式及撞击力-时间曲线趋势是一致的,但仿真鸟弹撞击凹坑尺寸及撞击力载荷峰值更大。因此,同等条件下仿真鸟弹的威胁性更大,结构设计中需作为主要考虑因素。 展开更多
关键词 机翼前缘结构 水平安定面结构 冰雹冲击 仿真鸟弹 冲击特性
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复合材料层合板鸟弹撞击损伤分析
9
作者 王浪 孙有朝 +3 位作者 周亚东 杨坤 曾海军 陈川 《航空发动机》 北大核心 2022年第2期19-24,共6页
为了研究复合材料风扇叶片鸟撞损伤情况,对鸟弹在4个入射角度下撞击复合材料层合板的过程进行了数值模拟,建立了复合材料层合板靶板模型;分析复合材料层合板与鸟弹碰撞后的受力以及复合材料层合板水平、垂直应变情况,并在此基础上建立... 为了研究复合材料风扇叶片鸟撞损伤情况,对鸟弹在4个入射角度下撞击复合材料层合板的过程进行了数值模拟,建立了复合材料层合板靶板模型;分析复合材料层合板与鸟弹碰撞后的受力以及复合材料层合板水平、垂直应变情况,并在此基础上建立了真实风扇叶片模型用于模拟被鸟弹撞击的风扇叶片。结果表明:复合材料层合板鸟撞数值模拟结果与试验结果一致;综合比较鸟弹的残余速度和复合材料层合板的损伤情况发现,在鸟弹入射角为30°时,复合材料层合板的抗鸟撞效果最好;复合材料层合板的数值模拟应变最大值与试验应变最大值的误差在10%以内,验证了数值模拟结果的正确性;当风扇转速为6000 r/min时,鸟弹入射角度越大,鸟弹与风扇叶片接触的时间越短,接触碰撞后鸟弹的速度减小越多,残余速度越小。 展开更多
关键词 鸟弹撞击 复合材料层合板 撞击角度 冲击损伤 风扇叶片 航空发动机
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