• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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张柱国, 吴志斌, 王家栋, 王怡, 黄甲, 崔浩, 李玉龙. 泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理及在飞机机头端框挡板中的应用[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
引用本文: 张柱国, 吴志斌, 王家栋, 王怡, 黄甲, 崔浩, 李玉龙. 泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理及在飞机机头端框挡板中的应用[J]. 爆炸与冲击. doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
ZHANG Zhuguo, WU Zhibin, WANG Jiadong, WANG Yi, HUANG Jia, CUI Hao, LI Yulong. Energy Absorption Mechanism of Aluminum Foam Sandwich Structure Against Bird Body Impact and its Application in the Bird-striking Baffles of Airplane Nose Bulkhead[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
Citation: ZHANG Zhuguo, WU Zhibin, WANG Jiadong, WANG Yi, HUANG Jia, CUI Hao, LI Yulong. Energy Absorption Mechanism of Aluminum Foam Sandwich Structure Against Bird Body Impact and its Application in the Bird-striking Baffles of Airplane Nose Bulkhead[J]. Explosion And Shock Waves. doi: 10.11883/bzycj-2025-0046

泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理及在飞机机头端框挡板中的应用

doi: 10.11883/bzycj-2025-0046
基金项目: 国家自然科学基金(12472082);

Energy Absorption Mechanism of Aluminum Foam Sandwich Structure Against Bird Body Impact and its Application in the Bird-striking Baffles of Airplane Nose Bulkhead

  • 摘要: 针对现役民用飞机铝合金加筋结构机头端框挡板存在的轻量化不足问题,在深入探究泡沫铝夹芯结构抗鸟体冲击吸能机理的基础上,提出了一种新型泡沫铝夹层挡板结构。该结构采用非对称面板设计,高塑性2024-T3铝合金作为上面板,高强度7075-T6铝合金作为下面板,中间填充泡沫铝芯层,用以替代传统铝合金加筋板,旨在保证优异抗鸟撞性能的同时显著减轻结构重量。首先通过铝合金平板的高速鸟体撞击试验,验证了鸟体本构模型及接触算法的有效性,结合参数反演与仿真算例,验证了泡沫铝材料本构模型的准确性与适用性;进一步,利用Pam-crash软件对加筋板结构与泡沫铝夹芯结构端框进行了鸟撞瞬态冲击动力学仿真,对比分析了二者的冲击响应特性与能量吸收机理差异。研究表明:加筋板主要依靠塑性变形来吸收鸟撞能量,而泡沫铝夹芯结构则通过芯层的压缩坍塌失效、上面板的塑性大变形机制协同吸收能量;优化后的泡沫铝夹芯结构在能量吸收效率方面显著优于传统加筋板结构;进而,基于泡沫铝夹芯结构的吸能特性完成了覆盖挡板全区域的优化设计方案;基于全覆盖鸟撞冲击仿真结果,所提出的泡沫铝夹芯挡板设计方案在保持与现役结构同等抗鸟撞性能的前提下,实现了30%以上的结构重量减轻。本研究为民用飞机机头端框的抗鸟撞轻量化设计提供了可靠的技术参考与创新思路。
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出版历程
  • 收稿日期:  2025-02-18
  • 网络出版日期:  2025-08-10

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