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题名典型金属飞机机身下部结构坠撞的吸能特性与吸能设计
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作者
张欣玥
惠旭龙
刘小川
白春玉
李肖成
牟让科
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机构
中国飞机强度研究所强度与结构完整性全国重点实验室
中国飞机强度研究所结构冲击动力学航空科技重点实验室
陕西省飞行器振动冲击与噪声重点实验室
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第7期3-18,共16页
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文摘
为研究飞机机身下部结构的坠撞吸能特性并进行吸能设计,以典型民机金属机身的下部结构为对象,首先开展了典型机身下部结构的坠撞实验,基于实验和仿真结果,对机身下部结构的吸能特性进行了评估;在此基础上,开展了机身下部结构的坠撞吸能设计,并采用仿真手段研究了新型机身下部结构的布局参数对结构坠撞响应的影响。结果表明:在坠撞过程中,原构型机身下部结构的立柱均在连接处附近弯折并断裂,而立柱的其他区域几乎未发生塑性变形;在机身结构总质量基本不变的情况下,与原构型相比,新型机身下部结构变形更加充分,可显著降低飞机坠撞前期的载荷和加速度峰值,机身框和下部吸能结构的吸能占比明显增大;相较于原构型,优化后的新型机身结构的平均过载下降了30.8%,客舱地板上2个质量点的平均加速度分别下降了25.0%和37.6%。
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关键词
机身下部结构
适坠性
坠撞实验
吸能特性
坠撞设计
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Keywords
fuselage substructure
crashworthiness
drop test
energy absorption characteristics
crashworthy design
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分类号
O389
[理学—流体力学]
V271.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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题名民用飞机加装辅助燃油箱坠撞试验及仿真分析
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作者
王嘉琪
汪洋
李琪
吴志斌
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机构
上海飞机设计研究院
西北工业大学民航学院
西北工业大学航空学院
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出处
《爆炸与冲击》
北大核心
2025年第7期99-110,共12页
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基金
国家自然科学基金(U2433203)。
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文摘
针对典型民用飞机机身下部结构加装辅助燃油箱,开展了冲击速度为1.53、2.78和5.96 m/s的垂直坠撞试验,研究了辅助燃油箱对机身下部结构的触地冲击响应、结构变形和破坏模式的影响。对比仿真与试验结果,验证了加装辅助燃油箱的机身下部结构有限元模型的有效性,通过仿真分析了垂直坠撞过程中的结构吸能形式。结果表明:在冲击速度为1.53 m/s的工况下,机身下部结构以弹性变形为主,仅有轻微的塑性变形;在冲击速度为2.78 m/s的工况下,机身框、蒙皮及货舱地板T形支撑件以弯曲变形为主,整体结构压缩程度较小,货舱地板T形支撑件与左侧地板滑轨连接失效后翘起,未触及油箱;在冲击速度为5.96 m/s的工况下,机身下部结构压缩变形严重,左侧斜支撑受压发生断裂,辅助燃油箱下沉至货舱地板。仿真的坠撞触地撞击力和典型位置加速度变化趋势与试验结果吻合较好,能有效模拟坠撞过程中结构的变形和破坏情况。仿真结果表明,在加装辅助燃油箱的机身下部结构的坠撞试验中,机身框是主要的变形吸能部件,蒙皮和辅助燃油箱是次要的变形吸能结构;随着辅助燃油箱装油质量的增加,仿真得到的辅助燃油箱和机身下部结构组件的吸收冲击能量增加,破坏更严重。
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关键词
民用飞机
辅助燃油箱
机身下部结构
坠撞试验
冲击响应
变形模式
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Keywords
civil aircraft
auxiliary fuel tank
lower fuselage structure
crash test
impact response
deformation mode
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分类号
O389
[理学—流体力学]
V271.1
[航空宇航科学与技术—飞行器设计]
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