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CAE技术鸟撞分析

作者:管理员    发布于:2013-04-06 10:26:19    文字:【】【】【
摘要:已有的实验证明,直径为2毫米的水滴,在750米/秒的速度下撞击马氏体钢,会使后者发生塑性变形。容易想象,一只重约250 克的飞鸟,其相对飞行速度为100-300米/秒与飞机相撞

        已有的实验证明,直径为2毫米的水滴,在750米/秒的速度下撞击马氏体钢,会使后者发生塑性变形。容易想象,一只重约250 克的飞鸟,其相对飞行速度为100-300米/秒与飞机相撞,足以使飞机的挡风玻璃、机体、发动机叶片或外罩等严重变形或破碎,从而造成灾难,因此鸟撞问题一直是航空航天领域倍受关注的难题。
计算分析
飞鸟在撞击结构的过程发生在很短时间内,一般为50 毫秒左右,此过程中飞鸟肌体将发生流动变形和解体而四处抛洒,结构亦将产生大变形,甚至发生破坏,例如挡风玻璃破碎、机体穿透、发动机叶片断裂等。同时,结构的动态响应将在较长时间内持续发生,但令人感兴趣的时间段一般不超过 100 毫秒。                 
由于鸟撞整个过程在较短的时间内完成,一般物理实验费用昂贵而且难于提供足够的信息,因此,目前在对飞行器鸟撞研究时,采取方法是以应用有限元技术模拟鸟撞为主,并辅 以物理实验。
    有限元程序在模拟鸟撞时,必须具备的功能包括:飞鸟物理材料的描述、 飞鸟流动变形的描述、 飞鸟与飞行器接触的描述、飞行器结构大变形和破坏过程的描述。

 

当前,世界范围内对鸟撞进行分析广泛采用的工具为ABAQUS/Explicit。该程序是著名高度非线性有限元显式求解程序,主要用于分析结构在高速撞机、爆炸等动载荷下的动态响应。
飞鸟在高速撞击是将产生强大的压力,足以使金属材料发生变形和破坏。在这样的变形条件下,飞鸟的材料呈流体。ABAQUS/Explicit中的飞鸟材料采用状态方程描述。
对于结构(飞行器)的损伤和破坏,可使用 ABAQUS 的材料损伤模型计算结构材料的破 坏,例如挡风玻璃、叶片、发动机外罩或机体、机翼等的失效和破坏。

 

标签:鸟撞分析
 
 
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