基于SPH算法的襟翼鸟撞分析研究

施萌　孔令勇

【摘 要】以某型飞机后缘内襟翼为研究对象，利用有限元软件PAM-CRASH，开展了飞机结构的鸟撞仿真分析研究。分析过程考虑了材料的非线性和结构的大变形，并采用SPH（Smoothed Partical Hydrodynamics）方法模拟高速撞击下的鸟体。利用有限元分析得到不同速度、飞机迎角、襟翼卡位和撞击位置等情形下的后缘内襟翼损伤情况及程度对比，进而得到在鸟撞分析过程中，各因素对于襟翼鸟撞结果的影响。研究结论对飞机结构的抗鸟撞研究有一定的参考价值。

【关键词】鸟撞；襟翼；SPH算法

中图分类号： V216.2 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2018）14-0033-003

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.14.014

Bird impact analysis of wing inner flap based on SPH method

SHI Meng KONG Ling-yong

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute，Shanghai 201210，China）

【Abstract】Software PAM-CRASH which is based on explicit integration algorithm was used to study bird impact on wing inner flap structure. Nonlinear of materials and big deformation of structure was taken in consideration. Discreet model was used to simulate the bird at high speeds by SPH method. By observing displacement of some points on different components， it analyzed the procedure of bird impact and concluded the function of wing inner flap structure in bird impact design. It may provide some references to the study of bird impact of large aircraft in our country.

【Key words】Bird impact； Flap； SPH method

0 引言

飞机结构鸟撞事件是危害飞机飞行安全的重要问题，因此越来越多的被人们所重视。飞机飞行阶段遭受的鸟体撞击一般发生在飞机的迎风面，因此机头、机翼等结构都是容易发生鸟撞的部位[1-3]。后缘襟翼作为飞机鸟撞的敏感区域，对其进行鸟撞分析研究对于全机结构鸟撞安全至关重要。本文拟采用后缘内襟翼模型，综合考虑速度、迎角、卡位、撞击位置等因素，使用有限元分析软件PAM-CRASH来分析飞机结构在不同情形下抗鸟撞的能力。

现阶段鸟撞有限元分析方法的研究要点包括：复杂结构的建模技术、鸟体本构关系的确定以及接触和冲击的数值计算方法研究。从高速摄像结果可以看出，在高速撞击下，鸟体表现出流体的特性，破碎成很小的鸟体碎片呈流体状四处飞溅，说明数值模拟鸟体时应选流体材料模型[4]。

1 计算模型

1.1 结构及鸟体模型