纖維金屬層板結構抗鳥撞數值模型研究

《纖維金屬層板結構抗鳥撞數值模型研究》是依託南京航空航天大學，由朱書華擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：纖維金屬層板結構抗鳥撞數值模型研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：朱書華
• 依託單位：南京航空航天大學

項目摘要

鳥撞纖維金屬層板（FMLs）涉及到複雜的高度非線性瞬態動力學問題，是我國大型客機設計選用FMLs必須解決的技術難題之一。目前，國內鳥撞FMLs研究中，忽略了FMLs結構在高速衝擊下的應變率效應以及連線件的失效影響，簡化了鳥體模型和FMLs失效準則，嚴重影響了分析結果的精度和可靠性。本項目將採用數值模擬和試驗相結合的方法，研究鳥撞FMLs有限元模型，主要包括：（1）基於動態力學性能試驗的FMLs、連線件材料動態力學性能及連線件破壞模式研究。（2）基於參數反演的適用於不同撞擊速度鳥體本構模型及動力學參數研究。（3）基於高速衝擊試驗的FMLs失效準則研究。（4）在上述問題的研究基礎上，建立鳥撞FMLs結構有限元模型，為我國大型客機FMLs結構設計提供理論基礎。

結題摘要

鳥撞纖維金屬層板（FMLs）涉及到複雜的高度非線性瞬態動力學問題，是我國大型客機設計選用FMLs 必須解決的技術難題之一。目前，國內鳥撞FMLs 研究中，忽略了FMLs結構在高速衝擊下的應變率效應，簡化了鳥體模型和FMLs 失效準則，嚴重影響了分析結果的精度和可靠性。本項目採用數值模擬和試驗相結合的方法，研究鳥撞FMLs 有限元模型，具體工作包括：（1）開展了鋁合金2024-T3及7075-T6動態力學性能試驗,基於試驗數據擬合得到鋁合金材料2024-T3及7075-T6的Johnson-Cook模型；(2)基於鳥撞鋁板試驗數據,通過參數反演的方法得到鳥體本構模型的動力學參數；（3）開展了FMLs的高速衝擊試驗,研究了FMLs的失效機理,得到了FMLs的典型失效模式；建立了FMLs高速衝擊有限元模型,通過與試驗數據的對比研究了其失效準則；(4)研究了鋪層順序,鋁合金比重，構型等結構參數對FMLs抗高速衝擊性能的影響規律；(5)基於上面的研究建立了鳥撞FMLs平板結構有限元模型,鳥撞FMLs前緣結構有限元模型；鳥撞FMLs平尾結構有限元模型,並對其進行鳥撞數值計算,通過與部分試驗數據的對比從而驗證了該有限元模型的有效性。本項目研究成果能夠補充和豐富我國大型民機FMLs抗鳥撞設計的理論分析體系，為我國大型客機FMLs結構設計提供理論基礎和技術支持。