SPH和FEM耦合方法分析机翼前缘鸟撞的响应问题

鸟体的强度远比铝合金小,鸟体在撞击过程中表现强烈的流体流动性。介绍利用PAM-CRASH软件,采用SPH(Smooth Particle Hydrodynamics)和FEM耦合技术分析鸟撞机翼前缘问题。通过将鸟体离散成光滑粒子(SPH)单元,并且采用铆钉连接单元简化蒙皮和肋板的铆钉连接,准确分析了鸟撞动态特性。SPH方法在鸟撞仿真中,克服了网格稳定性问题,并能有效分析鸟体的飞散现象。

类机翼前缘电磁散射特性仿真研究

机翼前缘是飞行器上雷达探测的强散射源之一,针对其电磁散射特性对几何设计参量的敏感性分析,采用APDL语言建立类机翼前缘参数化模型,通过有限元仿真获得基础模型下雷达散射截面(RCS)沿垂直面方位角的分布数据。选取模型典型几何尺寸及吸波涂层厚度为关键几何参数并建立变参数模型。通过仿真计算不同电磁波频率下模型的RCS,并对RCS对几何参数的敏感性及涂覆雷达吸波材料抑制RCS的效果进行了分析,归纳出机翼前缘的若干电磁散射特性和雷达散射截面的变化规律,能够为飞行器隐身化设计提供基本设计依据和技术方法。

一种载荷路径可控的柔性机翼前缘拓扑优化方法

形变柔性机构拓扑优化设计是解决自适应机翼前后缘连续平滑变形的关键。针对柔性机构传统基结构法拓扑优化结果依赖于其初始结构构型产生方法,存在自由单元和不连续结构的问题,提出了一种载荷路径生成可控并避免路径交叉的方法,运用自适应遗传算法,结合机翼前缘形变柔性机构进行拓扑优化设计,分别用MATLAB编程设计计算和用ANSYS对优化结果进行了有限元形变性能分析,并与传统的载荷路径法的拓扑优化进行了对比分析和实验验证。结果表明:所采用方法有效解决了优化前初始结构构型生成的可行性问题,提高了优化的收敛速度和精度。

变弯度机翼前缘结构抗鸟撞仿真与试验验证

与常规机翼不同,变弯度机翼抗鸟撞装置在设计时需要考虑变弯度机翼的机构运动路线,在保证不影响机翼机构正常功能的前提下进行设计,因此也大大增加了抗鸟撞装置设计的难点。通过试验与仿真相结合的方法,对不同构型楔形结构的抗鸟撞性能进行研究,得到了最合理、有效的抗鸟撞结构;根据鸟撞仿真分析结果,结合机翼机构运动路线,确定了抗鸟撞装置的设计思路,同时设计并制造了三角加弧形结构抗鸟撞装置,并对其进行了试验验证与仿真分析。结果表明,三角加弧形结构能有效预防变弯度机翼在受到鸟撞后发生破坏,为变弯度机翼抗鸟撞结构的设计提供参考。

某型飞机机翼前缘抗鸟撞结构设计与试验验证

针对某型飞机机翼前缘抗鸟撞性能不满足适航要求的问题,采用"数值仿真-试验验证-再仿真"的研究思路,对该结构进行了抗鸟撞优化设计。首先,通过有限元数值仿真,分别对具有三角板结构和前墙结构的两种新型前缘结构抗鸟撞能力进行了分析。仿真结果表明:具有前墙结构的机翼前缘抗鸟撞能力优于原始结构和带三角板结构的机翼前缘;在鸟撞过程中,这种具有前墙结构的机翼前缘通过利用破损蒙皮继续变形吸能的方式提高了结构的抗鸟撞性能。基于此,对带前墙结构的机翼前缘进行了抗鸟撞试验,一方面验证了数值模拟方法的准确性,另一方面验证了前墙结构的抗鸟撞效果。最后,采用数值仿真方法对带前墙结构的机翼前缘结构进行了参数分析,得到了前缘蒙皮厚度和前墙厚度与结构抗鸟撞性能的关系,并基于结构承载和抗鸟撞能力的综合要求,确定了最终结构参数。分析表明,优化后的机翼前缘结构不仅满足抗鸟撞要求,而且实现结构减重30%。

机翼前缘局部填充泡沫铝抗鸟撞特性

在保证飞机机翼前缘质量特性的前提下,通过一种泡沫铝局部填充机翼前缘的优化结构来提高机翼前缘的抗鸟撞性能。通过LS-DYNA软件分别开展机翼前缘未填充和局部填充泡沫铝材料抗鸟撞分析,研究两者撞击响应、前墙响应和吸能特性的差异性,并基于D80气炮开展鸟撞铝板试验来验证鸟体本构参数的准确性和有效性。研究结果表明:通过减少蒙皮厚度并局部填充泡沫铝的方式能够在优化机翼前缘质量的同时有效地增强机翼前缘的抗冲击强度;机翼前缘局部填充泡沫铝之后前墙面板中心点位移以及等效应力得到有效降低,填充机翼前缘结构比空机翼前缘结构能够更有效地抵御鸟体撞击;在蒙皮和泡沫铝的共同作用下,局部填充泡沫铝的机翼前缘能够比空机翼前缘在相同撞击工况下吸收更多的能量。

玻璃纤维-铝锂合金层板机翼前缘结构的成型工艺研究

以机翼前缘典型件为成型目标,研究了玻璃纤维-铝锂合金超混杂复合层板(NFMLs)大曲率构件的自成形工艺。研究发现,自成形工艺可实现NFMLs机翼前缘等大曲率构件的成型,贴膜度高、厚度均匀性好、无显著分层缺陷、成型过程未形成较大的残余应力,为超混杂复合材料在飞机机翼蒙皮结构中的应用研究提供参考。

基于机翼前缘绕流速度的大气参数测量方法

利用安装在机翼前缘的声矢量传感器,给出了一种新型大气参数的估计方法。基于声矢量传感器敏感翼部绕流分布,建立大气参数求解模型。根据机翼后掠、对称的特点,对速度矢量进行分解来对模型的非线性方程进行解耦,从而求解了侧滑角、攻角和自由流速度的表达式。通过Fluent对机翼绕流进行仿真,验证了方法的可行性。

机翼前缘结构鸟撞仿真分析与试验验证

采用瞬态非线性有限元方法进行鸟撞仿真已成为鸟撞设计工作的主要内容。运用PAM-CRASH软件对四种不同前缘结构进行了仿真计算分析,选出了四种结构中的最优结构。同时,对选出的最优前缘结构进行了鸟撞试验,将试验得到的应变曲线和撞击力曲线与仿真结果进行对比,曲线趋势基本一致,说明仿真计算结果是合理的,为前缘结构的抗鸟撞设计及改型提供了参考。

机翼前缘抗鸟撞设计中的结构选型研究

目的通过仿真及试验对比六种机翼前缘构型,为机翼前缘发图选型提供参考。方法以某型飞机机翼前缘结构选型设计为例,对其抗鸟撞性能进行分析。通过对比复材蒙皮蜂窝结构、复材蒙皮蜂窝加吸能板结构以及纯金属结构等不同结构形式的质量变化及抗鸟撞吸能特性,发现纯金属结构前缘抗鸟撞性能具有优势。结果试验数据与仿真计算结果谱型一致,试验曲线应变峰值为0.0108,仿真结果应变峰值为0.0103,两者相差仅5%。结论仿真计算有效,且符合预期要求。

复合材料机翼前缘抗鸟撞分析

以某型无人机复合材料机翼前缘为研究对象,开展鸟撞复合材料机翼前缘数值模拟研究.建立鸟撞机翼前缘有限元模型,探究复合材料蒙皮、蜂窝芯、填充泡沫以及鸟体的建模方法,考察撞击位置不同时机翼前缘的损伤特征与能量耗散途径的差异.结果表明,结构损伤特征与鸟撞位置有较强关联性,撞击位置处的损伤程度较其他区域严重,冲击能量大部分转换为鸟体内能以及机翼前缘中相关构件的内能,撞击位置处发生变形与破坏的构件吸收冲击能量较多.

飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术研究

本文针对飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术的研究,将从飞机装配协调方案入手,结合飞机机翼前缘与缝翼数字化装配协调技术的分析,对装配协调方法和技术措施展开论述。最后,本文提出数字化装配协调技术的具体措施。希望通过本文的研究,能为我国飞机部件装配协调技术水平的提高提供参考性建议。

机翼前缘薄壁件高速铣切

本文首先叙述了高速切削原理及相关技术,通过对A320机翼前缘薄壁零件的加工,介绍了如何根据实际加工对象,选择不同的加工方式、刀具;如何确定切削参数和刀具轨迹,并应用CATIA编程实现高速切削,使生产效率得到最大的提高。

对展向射流控制机翼前缘涡的机理研究

早在60年代,人们就发现自然界中存在的旋涡具有顽强的三维性,甚至在实验室里仔细控制的二维条件下产生的圆柱绕流,也会在涡核中自动形成轴向速度,避免了圆柱两侧的涡不对称脱落.受这种现象的启示,引出了展向射流控制涡的概念.所谓展向吹气,最初是指在机翼上表面翼根处沿着大致平行于前缘的方向吹出一股射流来控制机翼上的前缘涡.许多研究表明,展向射流可以促使前缘涡的形成,增强涡的强度,延缓破裂,

二维机翼与非线性能量汇中的靶向能量传递与共振捕获现象研究（英文）

在自由来流下,利用靶向能量传递研究了两自由度机翼与两个非线性能量汇的耦合振动,通过以单向不可逆的方式将振动能量从机翼传递到NES,部分甚至完全抑制气动弹性不稳定是可行的,并详细分析了系统的振动抑制与靶向能量传递(TET)之间的关系。首先,给出了包括升沉和俯仰运动的耦合系统的模型,两个NES分别加装在机翼前缘及后缘附近;随后,从能量转移的角度研究NES抑制下的耦合系统的振动。利用频谱分析研究了非线性耦合系统中的共振捕获(RCs)现象,同时详细讨论了伴随的TET现象。NES吸收并耗散了来流到机翼的大部分能量,结果表明NES可以从机翼的每一个单一运动中吸收能量,并且耦合系统各振动模式之间的TET和RC变得更高效,这将导致来流的临界速度增加,在该临界速度下,机翼的非线性振动可以被NES有效地抑制。

鸟体姿态对结构抗鸟撞性能的影响

低于现行标准规定能量的大量鸟撞事故中,航空结构仍然发生实质性破坏的情况,说明只考虑鸟体的质量和速度不足以保证飞机安全。本文中针对弹性平板、雷达罩及机翼前缘等飞机典型结构,开展了不同姿态鸟体的鸟撞分析研究。分析结果发现,鸟体姿态对结构的抗鸟撞性能有比较显著的影响,不同的结构特点反映的响应规律也不同:对吸能结构,姿态角越大,吸收的能量越多,被保护的结构就越安全;而对承力结构,姿态角越大,高应力区域越大,结构就越危险。因此,在结构的抗鸟撞安全性评估中,除了完成特定姿态鸟体的鸟撞实验,针对危险工况还应通过数值分析评估不同鸟体姿态的结构撞击响应,进一步确保结构的抗鸟撞能力。

装配仿真技术及其在飞机装配中的应用

重点研究了在DELMIA平台上通过运用DPM-Assembly Process Simulation模块和Ergonomics Design & Analysis模块对某通用飞机机翼进行全过程装配仿真和分析,在该虚拟装配环境中完成机翼的装配顺序仿真、装配干涉仿真和人机工程仿真等,并根据仿真验证和评估的结果对其装配工艺方法进行调整和优化。

楔-后掠柱激波干扰流场和热流的工程算法

本文针对航天飞机机翼前缘的简化模型,即楔-后掠柱模型,在大后掠、高超声速条件下,提供了一种计算柱体前缘激波干扰流场和热流的工程计算方法。在中国科技大学流体力学实验室的激波风洞中取得了激波干扰的流场显示结果。计算的结果与国内外实验数据的比较表明,这是一种有效的方法。

典型航空器结构抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性及其对比研究

为研究典型航空水平安定面和机翼前缘结构抗冰雹和仿真鸟弹冲击特性,通过D80空气炮系统开展相关试验,研究弹体速度和结构类型对抗冰雹、仿真鸟弹冲击特性的影响,并基于经验证的有限元模型,开展机翼前缘结构抗等动能冰雹、仿真鸟弹冲击对比研究。结果表明:随着弹动能的增加,撞击凹坑深度及塑性变形区域越大,且远远大于弹的直径;撞击后不同规格机翼前缘结构变形趋势一致,但前缘曲率越大,凹坑深度及塑性变形区域越大;在等动能弹冲击下,仿真鸟弹和冰雹在典型航空器结构上形成的凹坑形式及撞击力-时间曲线趋势是一致的,但仿真鸟弹撞击凹坑尺寸及撞击力载荷峰值更大。因此,同等条件下仿真鸟弹的威胁性更大,结构设计中需作为主要考虑因素。

“固定翼飞机”

有一句很不雅的俗话:“脱了裤子放屁”,意思是多此一举,完全用不着.比如说,人是有一个脑袋,有两只手的,这是人的常识.如果要说有一个脑袋的人如何如何,或说有两只手的人如何如何。