大型商用飞机撞击载荷的数值模拟研究

发布时间：2020-07-25 08:32

【摘要】：“911”恐怖袭击发生之后,大型商用客机恶意撞击核电站的安全评估问题逐渐成为国内外的核电设计关注的热点之一。国外对大型商用飞机恶意撞击核安全壳的载荷问题已经进行了很多研究,建立了撞击载荷计算的理论模型,但如何确定模型参数、获得载荷曲线的具体方法未见报道。为了发展具有中国自主知识产权的核电技术,提出完整的核电设施安全设计标准,国内急需开展大型商用飞机撞击核安全壳载荷特性研究。本文基于空客A320飞机建立了详细的大型商用飞机的有限元模型,利用通用显式动力学分析程序LS-DYNA模拟了大型商用飞机与刚性靶体的碰撞过程,主要研究内容及成果包括:(1)通过比较国内外民用航空公司在飞的主要机型,选取空客A320作为具有代表性研究对象,对飞机结构进行分析与简化,建立大型商用飞机的几何模型,模型的质量分布与真实飞机比较一致。(2)建立大型商用飞机与刚性靶体的有限元模型,主要包括单元选择、网格划分、材料模型的选择、施加载荷及边界条件和定义求解器所需的控制卡片,利用通用显式动力学分析程序LS-DYNA模拟了大型商用飞机与刚性靶体的碰撞过程。(3)对整个碰撞过程和撞击载荷曲线进行分析,验证撞击载荷曲线的合理性。并对不同速度、不同角度的撞击载荷曲线进行比较,得到了撞击载荷峰值与飞机初速和撞击角度之间的关系。对飞机压损载荷进行估算,得出对于不同的初始速度,压损载荷的冲量占总的撞击载荷的冲量的比例比较一致。将数值模拟结果与Riera公式理论计算结果对比,验证了Riera公式的合理性,确定了系数α的取值,得到了适用于空客A320此种规格的大型商用飞机撞击载荷的近似计算公式。
【学位授予单位】：北京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O313.4;TM623
【图文】：

飞机图,空中客车,飞机,商用飞机

北京理工大学硕士学位论文A320 系列总航行时长达 1.5 亿小时以上，共型商用飞机中，空客 A320 机型具有很强代机建立大型商用飞机模型。析、动力设备以及机体等构成，机体部分由机身结构如图 2.1 所示。

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图 2.1 空中客车 A320 飞机架 A320 飞机由 100 多万个零部件构成，每生产一时间才能完成拼装工作。客机的生产如同配装积木生产企业将各部件生产出来，再由装配工人完成拼，分为机头、前机身、中机身、中央翼及后机身等制造。具体如图 2.2 所示。

机头,名称,代号

北京理工大学硕士学位论文的名称及代号[42]如下表所示：表 1.1 飞机各段的名称及代号号名称编号名称0-000-000-000-00机头前机身中机身后机身53-50-0057-10-0057-20-0057-30-00机尾中央翼盒外翼尾翼头部分为法国图卢兹公司生产，其中包含有雷达罩、驾驶舱、前客 2.3 所示。

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