大型民机机身结构适坠性仿真分析  

Simulation on Crashworthiness of Transport Civil Aircraft Fuselage Structures

作　　者：王跃全[1] 朱书华[2] 王涛[2] 童明波[2] 

机构地区：[1]南京航空航天大学材料科学与技术学院,南京210016 [2]南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室,南京210016

出　　处：《南京航空航天大学学报》2013年第2期186-190,共5页Journal of Nanjing University of Aeronautics & Astronautics

基　　金：国家自然科学基金(51208255)资助项目

摘　　要：采用非线性有限元法,在MSC.Patran软件平台上建立了波音B737飞机全尺寸机身结构段垂直坠撞的动力学仿真分析有限元模型,并采用MSC.Dytran软件的显式积分求解器对该模型的结构冲击动力学响应进行计算求解。仿真分析结果输出了机身结构的变形过程,座椅导轨和机身框的加速度响应,分析结果与B737全尺寸机身结构段坠撞试验数据进行了对比。结果表明,考虑了乘员、行李和前后加强横梁的有限元模型所计算得到的座椅过载和机身框结构的过载与试验实测数据具有良好的一致性。该动力学建模分析方法可为大型客机机身结构的抗坠撞设计与分析提供参考。A nonlinear dynamics finite element model （FEM） is developed in MSC. Patran to simulate the vertical drop test of full-scale Boeing B737 fuselage section. The dynamics response of the fuselage structure in the developed FEM is solved by an explicit-integration algorithm integrated in MSC. Dytran. The simulation results can export the history of the fuselage structure deformation and the acceleration response of cabin seat rails and airframes. The comparison of the simulation results with the experi ments shows that the calculated overloads of the seats and fuselage frames agree well with the experimental data. The modeling process and structure simplification method used in the developed dynamics FEM can be a valuable reference for the crashworthiness design and the analysis of the large civil aircraft fuselage.

关 键 词：飞行器设计 适坠性 民机机身 结构变形 冲击过载 坠撞 有限元模型 

分 类 号：V215.2[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]