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民机应急着陆机身响应数值计算开题报告

 2021-03-11 00:33:03  

1. 研究目的与意义(文献综述)

飞机抗撞性方面的研究,从二十世纪70年代起,美国联邦航空局(faa)和美国国家航空航天局(nasa)就对各类飞机进行了试验,并对飞机的坠毁动力学特性和坠撞安全性进行了大量的研究分析[16]。nasa langley 研究中心利用 idrf 动态撞击研究装置进行了许多的坠撞试验,包括 3 次b707 机身段垂直撞击试验、11 次贝尔和西科斯基的直升机撞击试验、41 次全尺寸的通用飞机撞击试验和 48 次军用直升机抗撞击性能测试等试验[17]。

为了分析真实飞机的抗坠撞性能,对全尺寸飞机进行坠撞试验无疑是最直接的手段。但是由于试验的成本过于昂贵,通常一架飞机只能使用一次,并且试验只能针对体型较小的飞机,而较大型飞机的全机试验无法进行,因此,利用计算机模拟坠撞情况成为了重要的分析手段。 1999 年,langley 研究中心对西科斯基 acap 型直升机坠撞试验,其目的是验证有限元仿真的有效性,其有限元模型分析采用商业软件 mac.dytran。数值模拟的结果和试验结果相当的吻合,这证明了有限元分析法在试坠性分析中的可行性。

二十世纪欧盟曾开展过旨在验证有限元法的有效性提供完整的机身段坠撞试验数据的“crashworthiness”计划[18]。欧洲在复合材料机身段的抗坠撞性能及复合材料结构抗坠撞设计等方面开展了一系列研究,主要目标是研究在可生存坠撞条件下最大限度地保障乘客安全的复合材料飞机结构设计技术,并提出一套系统的飞机结构抗坠撞的试验方法[19]。

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2. 研究的基本内容与方案

研究目标:在民机应急着陆的情况下,除了对飞行员操作的要求之外,事故能否成为可生还事故很大程度上取决于机身的抗撞性能。而对于民机的试坠性研究在国内尚处于起步阶段。本项目拟采用分段式模型方法计算飞机在应急着陆过程中机身的整体响应。

基于本项目的研究目标,本项目的主要研究内容包括:

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3. 研究计划与安排

第1-3周——阅读文献,调研相关资料,熟悉论文任务;

第4-6周——学习分段模型法;

第7-9周——建立非线性有限元模型;

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4. 参考文献(12篇以上)

[1] j.f.m.wiggenraad,d. santoro, f. lepage, c. kindervater and h. climent ma#241;ez. developmentof a crashworthy composite fuselage concept for a commuter aircraft [j]. nationalaerospace laboratory, 2001,108.

[2] gerardo olivares ph.d., crashworthiness -certification by analysis[j].wichitastateuniversity,2016.

[3] derek morrison, gregory neff and mohammad zahraee. aircraft landinggear simulation and analysis [j]. american society for engineering education1997 annual conference session 1620, 1997.

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