采用流固耦合方法的复合材料层合板鸟撞分析

基于流固耦合的方法,利用ANSYS/LS-DYNA软件构建了复合材料层合板鸟撞损伤模型,通过分析层合板鸟撞后的动响应验证了鸟撞过程的4个阶段,探讨了鸟撞过程中冲击波在层合板中的传递情况;分析了层合板在鸟撞时先后出现的基体压缩、基体开裂以及纤维断裂这一损伤过程;研究了铺层方式对鸟撞后鸟体的剩余能的影响.结果表明:合理的设计铺层方式可以有效提升层合板抗撞能力.     

基于ANSYS/LS-DYNA的飞机机翼前缘抗鸟撞分析

飞机的鸟撞事故是一种突发性和多发性的飞行事故,轻则飞机受损,重则机毁人亡,飞机结构的抗鸟撞设计与分析已经成为飞机设计中必须要考虑的重要内容之一。采用ANSYS/LS-DYNA有限元分析软件对飞机机翼前缘结构的抗鸟撞能力进行了数值分析,分析结果表明:与经验公式计算结果相比,文中的计算结果较好,误差范围一般在±10%左右,最小误差仅为0.4%。证明该计算模型可靠,计算精度高,可用于飞机结构的抗鸟撞结构设计与分析。     

DYB-3航空有机玻璃风挡鸟撞数值模拟

运用LS-DYNA有限元软件模拟了鸟撞飞机风挡的过程,风挡模型采用Lagrange方法定义,建立4种鸟体力学模型,定义撞速为450~650km/h,撞击位置为风挡对称线前1/3点、中点、后1/3点.重点研究了不同鸟体力学模型、不同撞击点对风挡鸟撞响应的影响,并对比两种常见的风挡材料在鸟撞下的响应.结果表明:采用光滑粒子流体动力学(SPH)方法和自定义材料的鸟体模型可以模拟鸟体高速撞击风挡呈流体状飞溅的过程,并能准确预测风挡的鸟撞动态响应;风挡前部抵抗飞鸟撞击能力最强,中后部较弱.DYB-3航空有机玻璃风挡在鸟撞仿真中表现出较高的耐冲击性.     

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。     

鸟撞飞机前风挡动态响应的数值模拟

利用Ansys/Ls-Dyna非线性三维有限元程序,模拟计算鸟撞飞机前风挡的动态响应。模拟结果表明,鸟撞是毫秒级的冲击过程,由于应力波的反射、叠加,后弧框中间位置可能首先发生破坏;对于另外一种不对称风挡结构,尽管撞击过程中缺口处首先产生较大的应力值,但并不会给临界速度带来明显的降低,可为新型风挡结构设计提供参考。     

结构撞水的流固耦合动力分析

结构的撞水是流固耦合相互作用的瞬态过程.本文采用有限元法,就三维楔形体结构对带自由表面流场的撞水过程进行了数值模拟.楔形体结构简化为V型折板,流场和结构分别采用欧拉网格与拉格朗日网格,进行流固耦合动力分析的迭代求解.在此基础上开展参数化研究,探讨了撞水速度、板厚、斜倾角以及材料参数对撞水过程的影响.分析的结果与有关文献的实验结果比较吻合,为撞水结构的强度分析与设计提供了参考.     

结构考虑双非线性的动态响应

对结构在考虑双非线性情况下的动态响应进行了数值分析和试验研究。建立了双非线性分析模型，编制了有关的通用有限元程序，完善和改进了鸟撞专用程序－ＢＩＮＡ程序。文中考虑了三维方向的剪应力和惯性力的影响，因此不仅可以分析薄板，薄壳，也为较大动载下的厚板、厚壳的分析提供了方便。     

民机风挡结构抗鸟撞仿真分析与设计

针对某民机风挡结构鸟撞试验,采用LS-DYNA有限元软件再现了风挡结构的鸟撞动响应结果,计算所得结构破坏区域与破坏形式及试验结果吻合.分析认为导致龙骨破坏的原因是夹持玻璃的龙骨整体刚度不够,而局部刚度又相对过强.为此参考波音飞机风挡结构构型,提出将原风挡夹持结构改为螺栓连接悬挂结构,并对新构型的风挡结构进行了动响应分析.计算结果表明:风挡玻璃采用螺栓连接悬挂于龙骨结构上的安装构型能有效提高风挡结构的抗鸟撞特性.     

防止输电线路鸟害事故的研究

本文结合对500kV超高压输电线路因鸟害造成线路跳闸的事故案例分析和鸟撞飞机事件分析及对策,论述了鸟的分类、国内分布、活动习性,提出了防止输电线路鸟害事故的措施.     

柴油机喷雾油滴撞击球面特性的数值模拟

以柴油发动机燃烧室内喷雾油滴撞壁为研究对象,运用计算流体力学软件FLUENT,基于流体体积法(VOF),建立了高温柴油液滴撞击低温球形不锈钢壁面的数值模型,对撞壁过程流动及传热特性进行了研究,并对模型进行了实验验证。研究表明:柴油液滴撞击亲油性球形壁面后铺展系数随时间递增,一段时间后保持为恒定值;壁面热流密度在液滴与壁面接触区域内呈现不均衡分布,且数值随时间递减;液滴直径、撞壁速度对撞壁特性有影响,这两个因素均与铺展系数和总壁面热流密度数值成正相关,但与达到最大铺展系数及最大总壁面热流密度的无量纲时间无关;速度超过临界值,油滴撞壁后将会产生飞溅及二次液滴。     

航天与航空

中国航空工业集团公司所属中国飞机强度研究所圆满完成ARJ21—700飞机鸟撞适航验证试验。该试验是ARJ21—700飞机适航取证的关键环节之一,试验的圆满完成为其适航取证奠定了坚实的基础。     

民机风挡结构抗鸟撞仿真及设计探析

针对龙骨破坏原因进行分析并参考波音飞机风挡结构构型,用螺栓连接悬挂结构替代原风挡夹持结构并分析新构型的风挡结构.计算结果表明:风挡玻璃采用螺栓连接悬挂于龙骨结构上的安装构型能有有效提升风挡结构的抗鸟撞特性.     

飞机座椅竖向冲击数值模拟研究

建立三维数值模拟模型,包括飞机座椅、乘客及约束系统,能够直观的反应坠撞过程中各分系统所起的作用.结合坠落姿态和坠撞条件,本文对飞机座椅做出了合理的简化,模拟了座椅、假人及约束系统在14g竖向冲击过载下的动态过程,与试验结果进行了对比,基本上吻合.     

具有圆弧形诱导凹槽薄壁圆管抗撞性分析

为了提高薄壁构件抗撞性,本文采用Hypermesh软件建立圆截面薄壁构件和具有圆弧形诱导凹槽结构的有限元模型,并应用非线性有限元软件Ls-dyna对其抗撞性进行了数值模拟分析.研究在轴向冲击载荷下均匀分布诱导凹槽结构对薄壁构件吸能性和最大峰值冲击载荷的影响,并对两种结构的抗撞性进行了比较,数值计算结果表明设置的诱导凹槽结构在不影响薄壁构件吸能能力的情况下,能够显著降低最大峰值冲击载荷.     

机场鸟击气候特点分析及防范建议

为深入了解鸟击航空器事件发生规律,作者从鸟击发生时间、气候条件及鸟击鸟种等方面,对南方某机场2012年-2016年间所有鸟击事件信息进行了分析研究.通过对142起鸟击事件的各因素分析发现:夏季7月份9时、最高气温在26-30℃、温差为6-10℃时,若天气变化越显著,则发生鸟击事件的概率越大.针对分析得出的该机场鸟击事件发生的气候特点,本文对应提出了鸟击防范工作建议.     

波形梁半刚性护栏与汽车碰撞的仿真

对一个给定的波形梁半刚性护栏结构设计进行耐撞性评价 .采用大型有限元软件ABAQUS,模拟了汽车碰撞波形梁半刚性护栏的动态响应,研究了碰撞过程中护栏的最大侧向水平位移和护栏系统的吸能特性,分析了影响护栏耐撞性的各种因素 .护栏在碰撞过程中通过变形吸收了总动能损失的30.8%的能量,对小轿车起到了很好的导向作用.通过改变汽车的重心高度,对原有设计提出了优化建议.用数值方法对车轮与地面的摩擦系数对耐撞性的影响进行了模拟.仿真计算的结果与全尺寸试验结果进行了比较,二者的趋势基本吻合,表明仿真结果的有效性.     

基于响应面方法的结构耐撞性优化

为了提高结构耐撞性优化的求解效率,采用响应面方法将结构碰撞的响应表示为设计变量的显式函数,构造了2种优化模型．一种是将刚体加速度和侵入变形分别拟合为椭圆和线性响应面;另一种是将刚体加速度和侵入变形均拟合为椭圆响应面．用IS-dyna软件为结构碰撞分析的求解器,采用Matlab优化工具箱进行优化模型的求解,实现了结构耐撞性优化程序．数值算例表明,基于响应面方法的2种优化模型都能高效地解决结构耐撞性优化问题．     

不同截面形状薄壁构件斜向碰撞性能分析

本文采用非线性有限元软件LS-DYNA,分别对圆形、正方形、长方形、正六边形、正八边形等截面形状不同,但质量相同的薄壁构件,在斜向载荷撞击下的抗撞性能进行数值分析计算。得到了其在不同载荷角下的碰撞响应,并对其变形模式、吸能特性和最大峰值冲击载荷进行了比较,数值计算结果表明：正方形截面薄壁构件在斜向冲击下的抗撞性能最优,长方形截面最弱。     

直线电机/发动机系统稳态运行综合控制策略

针对直线电机/发动机系统的稳态运行特性,建立了系统数值仿真模型,并利用样机台架验证了模型的精确性。对系统稳态运行过程中的扰动因素进行了分析,针对失火、撞缸、喷油量大幅波动等极限工况,采用整个行程通过电磁力控制、上下止点加以燃烧辅助控制的方法,提出了基于动子中点速度检测与动子轨迹跟随的稳态运行综合控制策略。研究结果表明:当扰动发生后,所提出的控制策略可以在3个行程内使系统恢复稳态运行。     

对撞流干燥的传热传质特性

对对撞流的传热传质过程进行了理论分析,论证了对撞流这一干燥形式强化传热传质过程的原理。设计了同轴对撞流干燥器,进行了对撞流强化传热传质过程的试验验证,总结了对撞流强化传热传质的特点和影响传热传质的因素。