爆炸冲击载荷下铝合金机身壁板结构响应及破坏模式研究

发布时间：2021-04-26 07:07

　　当前,国内外的反恐形势日益严峻,民航客机一直以来是恐怖分子倾向袭击的目标,而劫机、爆炸是其主要的袭击手段。如果民机在执飞时舱内发生爆炸,机体结构极可能发生破坏。为此,FAA提出了运输类飞机最小风险炸弹位置适航要求,旨在设计阶段就考虑这种舱内爆炸风险,并通过结构/系统的综合设计,使得一旦发生爆炸,将后续风险降至最小。理解并预测飞机结构在内爆载荷下的动态响应和破坏行为是最小风险炸弹位置设计的前提和基础。本文以航空铝合金机身壁板为研究对象,研究其在爆炸冲击载荷下的动态响应和破坏行为具有重要的理论价值。本文对运输类飞机最小风险炸弹位置适航条款进行了深入分析,并针对最小风险炸弹位置周围结构和系统的设计与布局,以及爆炸发生后的次生影响和应对措施,综述了飞机结构在内爆冲击载荷作用下的响应特性及破坏模式的研究进展,总结了人体在爆炸冲击波作用下的损伤机理及损伤模型,明确了爆炸碎片的抛射速度及抛射轨迹,回顾了国内外抗爆容器的设计特征及优缺点。通过数值模拟,研究了周边固支铝合金圆板的固支边界的处理方式、厚度方向上的单元数量、单元类型以及材料本构模型对计算结果的影响,并完成了近爆场下周边固支圆板的爆炸冲击试验... 

【文章来源】：中国民航大学天津市

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 平板的爆炸冲击响应研究
        1.2.2 加筋板的爆炸冲击响应研究
    1.3 研究内容
第二章 最小风险炸弹位置适航要求及验证技术研究
    2.1 最小风险炸弹位置适航要求介绍
        2.1.1 §25.795（c）（1）设计最小风险炸弹位置
        2.1.2 §121.295指定最小风险炸弹位置
        2.1.3 条款解析
    2.2 最小风险炸弹位置的设计考虑
        2.2.1 LRBL周围结构和系统的设计与布局
        2.2.2 飞机结构的爆炸冲击响应研究
    2.3 爆炸发生后的次生影响及应对措施
        2.3.1 人体的冲击损伤研究
        2.3.2 碎片的抛射危害研究
        2.3.3 抗爆容器研究
    2.4 最小风险炸弹位置的符合性验证方法
    2.5 本章小结
第三章 周边固支圆板在爆炸载荷作用下的数值仿真方法研究
    3.1 周边固支圆板在爆炸冲击载荷作用下的数值模拟
        3.1.1 建模技术
        3.1.2 ALE算法
        3.1.3 材料模型与参数
        3.1.4 有限元模型
    3.2 周边固支圆板的边界处理方式对计算结果的影响
    3.3 周边固支圆板厚度方向上的单元数量对计算结果的影响
    3.4 周边固支圆板的单元类型对计算结果的影响
    3.5 2024-T3铝合金材料的本构关系对计算结果的影响
        3.5.1 Johnson-Cook本构模型介绍
        3.5.2 结果对比
    3.6 周边固支铝合金圆板的爆炸试验及仿真模型验证
        3.6.1 试验布置及试验结果
        3.6.2 有限元模型的有效性验证
    3.7 本章小结
第四章 近爆场下周边固支铝合金圆板的响应特性研究
    4.1 周边固支铝合金圆板在爆炸载荷作用下的动态响应分析
        4.1.1 药量及爆距对周边固支铝合金圆板动态响应的影响
        4.1.2 圆板厚度对周边固支铝合金圆板动态响应的影响
    4.2 周边固支铝合金圆板在爆炸冲击作用下的变形及破坏模式分析
        4.2.1 药量及爆距对周边固支铝合金圆板变形破坏模式的影响
        4.2.2 比例距离对周边固支铝合金圆板变形破坏模式的影响
    4.3 本章小结
第五章 近爆场下四边固支铝合金加筋板的响应特性研究
    5.1 四边固支铝合金加筋板数值模型的建立
        5.1.1 四边固支铝合金加筋板数值几何模型
    5.2 爆炸冲击波的传播
    5.3 药量及爆距对四边固支铝合金加筋板动态响应的影响
    5.4 药量及爆距对四边固支铝合金加筋板破坏模式的影响
    5.5 本章小结
第六章 总结
    6.1 结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
致谢
参考文献
作者简介



本文编号：3160974