一种飞行汽车海上迫降结构损伤评价方法

专利主权项内容

1.一种飞行汽车海上迫降结构损伤评价方法，其特征在于，包括以下步骤，S1，模拟飞行汽车的海上迫降过程，包括：S1.1，在有限元前处理软件中，建立由封闭的面表征体的初始模型，对初始模型采用壳单元进行网格划分，对壳单元赋予刚体材料属性，调整飞行汽车表面的法线方向指向外部，构建飞行汽车刚体模型；S1.2，设定海域的流体为不可压缩粘性流体，流体的控制方程为非定常不可压缩粘性流动的纳维-斯托克斯方程，流体的湍流模型为RAN S湍流模型，确定海域的边界条件，以六面体网格构建迫降海域模型；S1.3，将步骤S1.1中的飞行汽车刚体模型与步骤S1.2中的迫降海域模型输入计算流体动力学软件中，进行飞行汽车海上迫降过程模拟，使用有限体积法对流场进行运算，得到流场速度信息，采用半隐式压力关联方程来实现不可压缩粘性流动中压力与速度之间的隐式耦合，从而得到迫降海域作用于飞行汽车的流体压力载荷；S2，模拟飞行汽车海上迫降单向流固耦合过程，包括：S2.1，在有限元前处理软件中，建立由封闭的面表征体的初始模型，对初始模型采用壳单元进行网格划分，对壳单元赋予复合材料属性，将步骤S1.3中得到的流体压力载荷作为外载荷，调整飞行汽车表面的法线方向指向外部，构建飞行汽车有限元模型；S2.2，将步骤S2.1的飞行汽车有限元模型导入有限元软件中，设定飞行汽车表面为流固耦合面，将步骤S1.3中得到的流体压力载荷作为输入并作用于流固耦合面上，使用显式有限元分析方法对飞行汽车结构进行运算得到飞行汽车的结构响应，结构响应包括结构变形和应力分布，从而建立飞行汽车与迫降海域的单向流固耦合作用的数值模拟；S 3，确定飞行汽车结构损伤评价数值模拟，包括：S3.1，以最大主应力或等效应力为评估飞行汽车结构件的强度和破坏准则的指标，并把极限强度作为临界值，根据步骤S2.2中得到的飞行汽车结构响应，将最大应力值与临界值进行比较，并将最大应力大于或者等于临界值的结构区域确定为最大应力区域，将步骤S2.1中的飞行汽车模型的最大应力区域的壳单元转换为实体单元，划分六面体网格并进行网格加密，为实体单元赋予复合材料属性，以步骤S1.3中得到的流体压力载荷作为外载荷，调整最大应力区域的法线方向指向外部，构建飞行汽车局部精细化有限元模型；S3.2，建立复合材料渐进损伤模型以模拟复合材料层合板的面内损伤，建立内聚力模型以模拟复合材料层合板的层间损伤，得到飞行汽车结构损伤模拟结果；S3.3，对于步骤S3.1中的飞行汽车模型，开展车身复合材料结构的落锤冲击试验研究，得到对应的实际数据，将步骤S3.2得到的飞行汽车结构损伤模拟结果与落锤冲击试验的实际数据进行比较，如果飞行汽车结构损伤模拟结果与实际数据出现差异，对飞行汽车结构损伤模拟结果进行修正；S3.4，将步骤S3.1中的飞行汽车局部精细化有限元模型导入有限元分析软件，基于显式有限元分析方法，对飞行汽车局部精细化有限元模型进行求解，得到各个有限元节点的位移、速度和加速度，从而计算各个单元的单元应力应变；S3.5，将单元应力应变与步骤S3.3中修正后的飞行汽车结构损伤模拟结果结合，即可得到飞行汽车结构损伤评价数值模拟。 来源：百度马 克 数据网