客機中央翼艙段墜撞性能研究.pdf

1、飛機的墜撞安全性是指民用飛機應(yīng)急著陸時機體結(jié)構(gòu)具有的保護乘員生命安全的能力。中國民用航空總局頒布的《運輸類飛機適航標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定了飛機應(yīng)急著陸時的動力要求。因此民用飛機的墜撞安全性成為飛機設(shè)計中不得不考慮的重要因素。目前國內(nèi)外對大型客機中央翼艙段的墜撞性能研究還是一個空白。
　　本文首先闡述了針對于像中央翼艙段這種構(gòu)造復(fù)雜、連接件眾多的大尺寸結(jié)構(gòu)的有限元模型簡化方法，以及建模過程的幾何清理和模型屬性標(biāo)注方法。然后使用這種建模方法建立

2、了帶中央翼艙段墜撞有限元模型。除機翼外，艙段結(jié)構(gòu)的有限元模型用的都是板殼單元，其目的是希望得到比使用各種混合單元（板殼單元、梁單元等）更精確地模擬沖擊過程中的彎曲和斷裂情況，同時能更精確的計算出結(jié)構(gòu)失效的能量吸收情況。最后使用這個模型分別在五個初始撞擊速度下（2m/s，4m/s，6m/s，8m/s和10m/s）進行墜撞仿真，以此來分析中央翼艙段的墜撞性能。結(jié)果表明：
　　（1）該艙段結(jié)構(gòu)墜撞過程中會發(fā)生回彈。中央翼艙段在2 m/s

3、、4 m/s、6m/s、8m/s和10m/s初始撞擊速度下艙段底部與蒙皮接觸的接觸載荷峰值都達到了106 N量級。隨著初始撞擊速度的增大，蒙皮與地面的最大接觸載荷近似線性的增大。
　?。?）客艙艙段結(jié)構(gòu)塑性變形的區(qū)域隨著撞擊速度增大而由艙段底部擴展到中央翼梁腹板。各工況下的結(jié)構(gòu)變形都是艙段底部變形最大，中央翼盒結(jié)構(gòu)次之，地板結(jié)構(gòu)變形最小；各工況的結(jié)構(gòu)變形對乘員空間的影響都不大。
　?。?）客機中央翼艙段結(jié)構(gòu)的塑性變形和失效的

4、材料隨著初始撞擊速度的增大而增多，距離接觸面越近，失效的材料越多。墜撞過程的能量主要由中央翼下的龍骨梁、框來吸收。除2m/s初始速度的工況外，其它工況下機身框都發(fā)生了斷裂。初始速度為2m/s、4m/s、6m/s、8m/s和10m/s的工況下塑性應(yīng)變能占初始動能的比例分別為45.66％、84.31%、92.25%、85.58%和85.17%。
　?。?）地板導(dǎo)軌加速度幅值隨著初始撞擊速度的增大而呈非線性增大。10 m/s初始撞擊速度