基于ABAQUS的风挡鸟撞有限元分析及试验研究

发布时间：2017-04-27 17:09

  本文关键词：基于ABAQUS的风挡鸟撞有限元分析及试验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 随着飞机低空高速性能的显著提高,鸟撞问题日益成为危及飞行安全的隐患。作为飞机上的关键部件,风挡的抗鸟撞研究一直是各国在飞机设计环节中必须下大力研究的课题。抗鸟撞设计研究首先是从试验开始的,但仅凭常规的、全尺寸试验方法存在费时、费力、成本高昂的缺陷。随着计算机技术和有限元理论的发展,在工程实际中,逐渐形成了以有限元数值模拟与鸟撞试验相结合的方法来进行抗鸟撞设计研究。 本文较全面地综述了飞机鸟撞事故,总结了鸟撞问题的特点和研究方法。介绍了鸟撞试验方法、试验装置以及某型飞机风挡鸟撞试验,并对试验结果进行了讨论和总结。在此基础上,建立风挡数字化模型和虚拟试验环境系统。阐述了大变形、粘弹性、接触—碰撞等有限元分析的基本理论、数值计算方法、求解过程以及上述内容在ABAQUS中的具体应用。系统地研究了鸟体撞击载荷模型,归纳了ABAQUS软件求解鸟撞问题的关键技术;并利用ABAQUS软件对风挡和鸟体分别采用两种不同的本构模型(即对应四种不同的模型组合)进行了仿真计算,并与试验结果进行了比较和分析。 通过对比分析,有限元模拟比较真实地反映了鸟撞的过程,分析结果与试验结果吻合较好,从而为风挡抗鸟撞设计提供了有价值的数据。
【关键词】：鸟撞 风挡 虚拟试验 粘弹性 ABAQUS 有限元分析
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：V215
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-15
• 第一章 绪论15-23
• 1.1 引言15
• 1.2 鸟撞问题综述15-18
• 1.3 鸟撞问题研究概述18-21
• 1.3.1 鸟撞过程的特点及问题研究的复杂性18-19
• 1.3.2 鸟撞问题的研究概况19-21
• 1.4 本论文的主要工作21-23
• 第二章 鸟撞飞机风挡试验23-35
• 2.1 引言23
• 2.2 鸟撞试验体系23-32
• 2.2.1 试验依据和程序23
• 2.2.2 试验方法23-24
• 2.2.3 鸟撞试验装置及测量方法24-28
• 2.2.4 试验结果及结论28-32
• 2.3 虚拟试验及数字化模型32-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 鸟撞动力学基本理论和数值方法35-55
• 3.1 引言35
• 3.2 弹性动力学基本方程与数值计算方法35-42
• 3.2.1 运动方程35-36
• 3.2.2 弹性动力学方程系统36-37
• 3.2.3 弹性动力学的Hamilton 变分原理及其有限元方程37-40
• 3.2.4 有限元动力学离散微分方程组的数值计算方法40-42
• 3.3 大变形动力学基本方程与数值计算方法42-50
• 3.3.1 大变形基本理论42-46
• 3.3.2 大变形问题的有限元数值计算方法46-50
• 3.4 接触—碰撞的数值计算方法50-53
• 3.4.1 接触—碰撞的数值计算方法51
• 3.4.2 接触—碰撞算法的有限元实现51-53
• 3.5 本章小结53-55
• 第四章 粘弹性本构关系55-60
• 4.1 引言55
• 4.2 线性粘弹性体的本构关系55-57
• 4.3 基于风挡有机玻璃非线性粘弹性试验本构关系57-58
• 4.4 时—温等效原理及WLF 方程58-59
• 4.5 本章小结59-60
• 第五章 风挡鸟撞有限元分析60-87
• 5.1 引言60
• 5.2 鸟撞击载荷模型研究60-67
• 5.2.1 刚性靶载荷61-65
• 5.2.2 柔性靶载荷65-67
• 5.3 基于ABAQUS 的鸟撞风挡有限元分析67-87
• 5.3.1 ABAQUS 软件简介68-69
• 5.3.2 ABAQUS 求解鸟撞问题关键技术69-72
• 5.3.3 四种不同模型的有限元分析72-87
• 第六章 总结与展望87-89
• 6.1 总结87-88
• 6.2 展望88-89
• 参考文献89-92
• 致谢92-93
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文93

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