微爆索线性切割航空有机玻璃的实验研究

摘要

为了提高航空人/椅救生系统穿盖的成功率和降低飞机复杂性,提出了微爆索(简称MDC)线性切割技术在弹射穿盖系统中的应用.设计了一系列不同类型的微爆索,首先对航空有机玻璃(简称PMMA)平板元件的切割过程进行了试验研究,确定了微爆索的金属药型罩材质、炸药类型和装药线密度的范围.观测了层裂现象,得到了切割深度与装药量之间的关系.为了验证,采用非线性动态分析程序LS-DYNA对切割过程进行了计算机模拟.在有限元分析中,选择ALE算法模拟高能炸药起爆后表现出来的流体特性,仅仅滑移接触类型被定义来实现炸药与PMMA流固耦合作用,使用连续损伤动力学材料模型模拟有机玻璃在爆炸冲击波作用下的损伤行为,并伴随有层裂现象.数值模拟得到了PMMA的切割深度与装药线密度之间的关系,与实验测试到的结果基本吻合.为爆炸切割技术应用于航空救生系统提供更科学的依据.