某C型梁薄壁结构轴向冲击性能研究

刘君义+屈直

【摘 要】针对C型梁这一金属开口壳体结构应用于飞机客舱地板以下的支撑单元的情况，采用ANSYS/LS-DYNA软件建立了该型结构有限元分析模型，分析了不同几何参数对C型梁冲击性能的影响，获得了C型梁的各种几何因素与冲击失效形式、初始峰值载荷以及比吸能之间的关系作为工程研究所用。

【关键词】C型梁；金属开口壳体结构；适坠性；冲击特性

C型梁作为一种金属开口壳体结构，具有变形稳定、承载力稳定、变形行程长、初始冲击力小、取材方便、易于更换、结构简单以及比吸能高等优势，受到了工程界的高度重视，取得了良好的经济效益和社会效益。这种结构被广泛用于飞机客舱地板下的支撑单元，能吸收大部分的撞击能量，使机身获得很好的冲击失效模式。C型梁这种金属开口壳体结构具有开口不封闭和非对称的截面形式，其几何参数对其冲击性能的影响较大并且有较明确的变化趋势。

本文对该型梁的冲击特性进行了探究和分析。采用非线性有限元软件ANSYS/LS-DYNA来模拟对C型梁的冲击试验，冲击吸能性能分析指标包括结构失效形式、峰值载荷以及比吸能。根据飞机适坠性实验的设计标准，飞机迫降的垂直接地速率一般在7m/s到10m/s之间。在飞机客舱载重配置上要求平均分配到每个支撑杆上的质量不超过500kg。根据这一标准，本次研究设定冲击速率为7m/s，冲击质量为400kg。

1 几何参数的配置

C型梁的长度L，厚度C，腹板宽度A以及缘条宽度B将会在初始参数的基础上被单独进行考虑以获得对冲击特性影响的最佳结果，得到参数优化的水平确定范围。……