直升机主桨叶的鸟撞计算机仿真

摘要

鸟撞已经成为航空飞行器必须要解决的问题之一，并且由于撞击瞬间存在很多不可预测因素，导致了鸟撞研究的难度增大，成为难题之一。本文在以前鸟撞研究的工作基础上，应用瞬态动力学有限元分析软件MSC.DYTRAN，对直升机不同材料模型的主桨叶在不同工作状态下的鸟撞击进行数值模拟。具体工作包括以下三部分内容。 总结了国内外在航空结构件鸟撞击方面的研究成果，包括理论研究、数值模拟研究和试验研究等。计算分析了刚性平板的鸟撞击过程，和已有的研究成果进行了对比，模拟结果接近于前人的结论，表明计算结果是准确的。 根据本课题鸟撞击研究的特点，研究了有限元方法中的流固耦合理论，对流固耦合系统的模型作了充分了解，并推导了求解过程中数学计算模型的建立过程，充实了有限元方法的研究内容。 应用瞬态动力学有限元分析软件MSC.DYTRAN 对不同材料模型的直升机主桨叶的鸟撞击过程进行数值计算模拟，分析了撞击过程中桨叶内部的变形、应力应变分布以及鸟体和桨叶之间接触压力的变化；并针对直升机在飞行过程中不同的工作状态，建立不同的计算模型进行计算分析，对不同工作状态下的计算结果进行对比分析，探索鸟撞击桨叶过程中的一般规律，为直升机桨叶结构工程设计提供一定的参考。