【摘要】：鳥體形狀及撞擊方向?qū)B撞分析影響較大。真實鳥體形狀復雜,不同鳥類外形、大小各異,研究中常用簡化替代模型模擬。4種常見鳥體替代模型為球體、圓柱體、兩端半球-中間圓柱體及橢球體。實際鳥撞事故中,鳥可能從頭、尾、翼及腹部等不同方向撞擊飛機,所致影響不盡相同。對此,建立真實形狀鳥體撞擊剛性靶有限元模型,研究不同撞擊方向?qū)B撞分析影響;進行4種簡化鳥體替代模型分析,并與真實形狀鳥體分析結(jié)果對比,研究替代模型對真實形狀不同撞擊方向的適用性。結(jié)果表明,不同撞擊方向?qū)Ψ治鼋Y(jié)果影響較大,腹部沖擊力極值最大,沖擊持時最短;頭、尾部沖擊極值較小。腹部沖擊動能衰減最快、最多,尾、翼部次之,頭部最慢。尾部與兩端半球-中間圓柱體撞擊計算結(jié)果吻合較好;腹部與橢球體長邊側(cè)撞擊計算結(jié)果吻合較好;頭、翼部與替代模型計算結(jié)果吻合較差。
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 由于鳥類身體結(jié)構(gòu)復雜，研究中常用簡化的替代模型模擬，主要有球體、圓柱體、兩端半球－中間圓柱體及橢球體4種，見圖1。圖1四種簡化鳥體替代模型Fig．1Foursubstitutebirdmodels對鳥體替代模型，Ｒichard［5］認為替代鳥體應標準化，并推薦使用圖1的圓柱體、兩端半球－中間圓柱體及橢球體模擬鳥體。國標［6］規(guī)定鳥撞試驗的鳥彈外形為圓柱體，長徑比為2∶1。Meguid等［7－8］對文獻［5］的3種形狀鳥體撞擊剛性靶及風機葉片進行數(shù)值計算影響研究，認為鳥體、靶體初始接觸面積對沖擊力影響較大，鳥體長徑比對沖擊壓力影響不大。圖2為一架客機遭遇鳥群“襲擊”示意圖。實際鳥撞事故中，因鳥類飛行軌跡具有隨機性，鳥體可能從頭、尾、翼、腹部等不同方向撞擊飛機，所致影響不相同。由于鳥體結(jié)構(gòu)的復雜性，簡化鳥體替代模型已遠不能滿足研究需要，故嘗試建立真實形狀的鳥體進行研究。McCallum等［9－10］用加拿大天鵝實際物理尺寸建立鳥體研究表明，含頭、長頸的鳥體模型能正確預測沖擊載荷及靶體破壞，且計算結(jié)果沖擊時程更長，沖擊力極值更大。Lakshmi［11］通過建立真實鳥體模型，對不同部位取不同密度研究表明，分析小鳥撞問題時可用傳統(tǒng)的簡化鳥體軀干模型，大鳥撞時鳥體中其它部位不可忽視。Hedayati等［12－13］建立幾何形狀更準確精細的鳥體模型，研究真實形狀鳥體從各部位對結(jié)構(gòu)沖擊的靶體損傷，并將真實形狀鳥體計算結(jié)果與替代模型計算結(jié)果及實驗結(jié)果對比表明，真實鳥體模型計算結(jié)果與理論計算值差別較大，與實驗值吻合較好。圖2客機鳥撞事故Fig．2Aflockofbirdsstrikinganairplane雖鳥類不同，體型、大小相差較大，但其結(jié)構(gòu)類似，均由橢球狀軀干、細長頸、一對翅膀、遠小于軀干的頭?
文內(nèi)圖片：
圖片說明： 究中常用簡化的替代模型模擬，主要有球體、圓柱體、兩端半球－中間圓柱體及橢球體4種，見圖1。圖1四種簡化鳥體替代模型Fig．1Foursubstitutebirdmodels對鳥體替代模型，Ｒichard［5］認為替代鳥體應標準化，并推薦使用圖1的圓柱體、兩端半球－中間圓柱體及橢球體模擬鳥體。國標［6］規(guī)定鳥撞試驗的鳥彈外形為圓柱體，長徑比為2∶1。Meguid等［7－8］對文獻［5］的3種形狀鳥體撞擊剛性靶及風機葉片進行數(shù)值計算影響研究，認為鳥體、靶體初始接觸面積對沖擊力影響較大，鳥體長徑比對沖擊壓力影響不大。圖2為一架客機遭遇鳥群“襲擊”示意圖。實際鳥撞事故中，因鳥類飛行軌跡具有隨機性，鳥體可能從頭、尾、翼、腹部等不同方向撞擊飛機，所致影響不相同。由于鳥體結(jié)構(gòu)的復雜性，簡化鳥體替代模型已遠不能滿足研究需要，故嘗試建立真實形狀的鳥體進行研究。McCallum等［9－10］用加拿大天鵝實際物理尺寸建立鳥體研究表明，含頭、長頸的鳥體模型能正確預測沖擊載荷及靶體破壞，且計算結(jié)果沖擊時程更長，沖擊力極值更大。Lakshmi［11］通過建立真實鳥體模型，對不同部位取不同密度研究表明，分析小鳥撞問題時可用傳統(tǒng)的簡化鳥體軀干模型，，大鳥撞時鳥體中其它部位不可忽視。Hedayati等［12－13］建立幾何形狀更準確精細的鳥體模型，研究真實形狀鳥體從各部位對結(jié)構(gòu)沖擊的靶體損傷，并將真實形狀鳥體計算結(jié)果與替代模型計算結(jié)果及實驗結(jié)果對比表明，真實鳥體模型計算結(jié)果與理論計算值差別較大，與實驗值吻合較好。圖2客機鳥撞事故Fig．2Aflockofbirdsstrikinganairplane雖鳥類不同，體型、大小相差較大，但其結(jié)構(gòu)類似，均由橢球狀軀干、細長頸、一對翅膀、遠小于軀干的頭部及附屬結(jié)構(gòu)組成。本文用?
【作者單位】： 東南大學工程力學系;江蘇省工程力學分析重點實驗室;
【分類號】：V328

【參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前5條

1 劉富;張嘉振;童明波;胡忠民;郭亞洲;臧曙光;;2024-T3鋁合金動力學實驗及其平板鳥撞動態(tài)響應分析[J];振動與沖擊;2014年04期

2 林長亮;王益鋒;王浩文;陳仁良;尚曉冬;;直升機旋翼槳葉鳥撞動態(tài)響應計算[J];振動與沖擊;2013年10期

3 杜龍;;基于歐拉—拉格朗日方法的復合材料機翼前緣鳥撞模擬[J];振動與沖擊;2012年07期

4 劉軍;李玉龍;郭偉國;石霄鵬;彭剛;葉彪;;鳥體本構(gòu)模型參數(shù)反演Ⅰ:鳥撞平板試驗研究[J];航空學報;2011年05期

5 王富生;李立州;王新軍;張健鋒;岳珠峰;;鳥體材料參數(shù)的一種反演方法[J];航空學報;2007年02期

【共引文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李振友;朱書華;周華闖;李剛;童明波;;基于遺傳算法的鳥體本構(gòu)參數(shù)優(yōu)化研究[J];航空計算技術(shù);2017年01期

2 馬付建;姜禹臣;張生芳;劉宇;沙智華;宿崇;;纖維角度對碳纖維復合材料切削性能的影響分析[J];大連交通大學學報;2016年06期

3 葉林征;祝錫晶;王建青;張樂林;;基于CEL不同角度超聲空化微射流沖擊的仿真分析[J];振動與沖擊;2016年16期

4 任鵬;田阿利;張偉;黃威;;5A06鋁合金力學性能測試及其平板抗水下沖擊動態(tài)響應分析[J];振動與沖擊;2016年14期

5 張鼎逆;上官倩芡;劉富;;基于SPH方法的LY12-CZ鋁合金平板鳥撞模型[J];江蘇大學學報(自然科學版);2016年04期

6 楊立文;韓全民;張彥軍;;隔板支持剛度對機翼前緣鳥撞性能的影響分析[J];力學與實踐;2016年01期

7 畢運波;李夏;嚴偉苗;沈立恒;朱宇;方偉;;面向螺旋銑制孔過程的壓腳壓緊力優(yōu)化[J];浙江大學學報(工學版);2016年01期

8 李成;郭文輝;鐵瑛;;采用流固耦合方法的復合材料層合板鳥撞分析[J];鄭州大學學報(工學版);2015年06期

9 張大海;費慶國;劉宏月;;基于真實形狀鳥體的撞擊方向?qū)B撞分析影響研究[J];振動與沖擊;2015年22期

10 張海洋;蔚奪魁;王相平;伊鋒;李根;;鳥撞擊風扇轉(zhuǎn)子葉片損傷模擬與試驗研究[J];推進技術(shù);2015年09期

【二級參考文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 林長亮;王浩文;陳仁良;尚曉冬;;采用流固耦合方法的直升機槳葉鳥撞數(shù)值模擬[J];科學技術(shù)與工程;2012年01期

2 李京菁;趙美英;王文智;;機翼前緣抗鳥撞設計仿真方法驗證[J];機械科學與技術(shù);2011年10期

3 劉軍;李玉龍;郭偉國;石霄鵬;彭剛;葉彪;;鳥體本構(gòu)模型參數(shù)反演Ⅰ:鳥撞平板試驗研究[J];航空學報;2011年05期

4 劉軍;李玉龍;石霄鵬;劉元鏞;;鳥體本構(gòu)模型參數(shù)反演Ⅱ:模型參數(shù)反演研究[J];航空學報;2011年05期

5 張偉;肖新科;魏剛;;7A04鋁合金的本構(gòu)關(guān)系和失效模型[J];爆炸與沖擊;2011年01期

6 王益鋒;王浩文;高正;;直升機旋翼槳葉的彈性碰撞動力學建模[J];航空動力學報;2009年09期

7 林木森;龐寶君;張偉;遲潤強;;5A06鋁合金的動態(tài)本構(gòu)關(guān)系實驗[J];爆炸與沖擊;2009年03期

8 溫海濤;關(guān)玉璞;高德平;;直升機主槳葉的鳥撞有限元數(shù)值模擬[J];航空動力學報;2009年05期

9 劉軍;李玉龍;劉元鏞;;基于SPH方法的葉片鳥撞數(shù)值模擬研究[J];振動與沖擊;2008年09期

10 張永康;李玉龍;汪海青;;典型梁-緣結(jié)構(gòu)鳥撞破壞的有限元分析[J];爆炸與沖擊;2008年03期

本文編號：2513041