2024铝合金薄板叠层顺序对鸟撞的动态响应

在航空航天领域,外来物损伤(FOD)严重威胁着航空飞行器的正常运营和安全,鸟撞损伤是最常见的。基于Autodyn有限元软件,建立鸟弹SPH模型和2024航空铝合金靶板Lagrange模型,研究飞机蒙皮在受鸟撞时的动力响应及损伤特性。通过仿真结果与实验数据对比,验证SPH模拟鸟弹的有效性。探究在不同靶板叠层顺序和鸟弹撞击速度下,鸟撞对靶板最大鼓包、应力和能量的影响,比较得到抗鸟撞较好的靶板叠层方式。     

不同形状破片撞击铝合金靶板的破坏模式和规律数值研究

利用有限元软件ABAQUS/Explicit建立破片撞击靶体模型,分析撞击物形状对靶体失效特性的影响规律及机理。通过公式拟合得到弹道极限和速度曲线,研究靶体的抗撞击性能。分析弹靶接触方式和破片形状对弹靶撞击过程、靶体失效模式和耗功的影响。结果表明:面撞击时,弹道极限与扩孔圆周呈反比,靶体发生剪切冲塞失效;点撞击时,弹道极限与扩孔面积呈反比,靶体失效为花瓣型开裂,圆球撞击兼有冲塞失效和花瓣开裂。     

半球形头弹不同角度冲击下编织复合材料板的侵彻特性

利用一级气炮发射半球形头弹冲击2 mm厚的编织复合材料层合板,冲击角度为0°、30°和45°,通过高速相机记录弹靶撞击过程并得到弹体速度数据。利用拟合公式处理试验数据,得到不同冲击角度时的弹道极限值,并和理论模型结果进行对比。分析了冲击角度对靶板弹道极限、能量吸收率和失效模式的影响。结果表明：45°斜冲击时的靶板弹道极限最高,正冲击次之,30°斜冲击最低。相同冲击能量时,45°斜冲击的能量吸收率最高,低能量（<80 J）冲击时,30°斜冲击比正冲击能量吸收率高,高能量（>80 J）时,正冲击更高。正冲击时,靶板正面因剪切失效而形成圆形凹坑,背面因纤维拉伸失效形成菱形鼓包,斜冲击形成椭圆形扩孔,且其面积随冲击角度增加而增加。     

刚性卵形头弹撞击角度对编织复合材料层合板侵彻特性的影响

利用一级气炮发射卵形头弹撞击2 mm厚度的编织复合材料层合板,撞击角度分别为0°、30°和45°,通过高速相机记录弹靶撞击过程,并获得弹体速度数据。基于拟合公式处理试验数据,计算获取弹道极限,分析撞击角度对弹道极限、靶板能量吸收率及其失效模式的影响规律及机制。结果表明：弹体撞击角度为45°时,靶板弹道极限最高,其次为0°,撞击角度为30°时最小。随着冲击角度增加,层合板损伤形状从菱形逐渐转变为椭球形,损伤面积随冲击速度增加而增大,且45°冲击时层合板损伤面积最大,0°和30°冲击时损伤面积近似相等。弹体初始撞击角度对靶体失效模式存在影响,弹体撞击角度为0°时,纤维断口主要是剪切应力导致的横截面。撞击角度为30°时,纤维断口主要是剪切应力和拉伸应力导致的斜截面。45°斜撞击时,纤维断口主要是拉伸应力导致的横截面。