Page 98 - 《爆炸与冲击》2026年第3期
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第 46 卷 张柱国，等： 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 第 3 期
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图 11 加筋挡板
Fig. 11 Reinforced bulkhead
则选用强度较高的 7075-T6 铝合金，为结构提供足够的支撑刚性，防止过度变形。如图 12 所示，上、下面
板均划分为壳单元，材料模型选用 Pam-crash 中的 105 号弹塑性初始各向同性壳单元模型，沿单元厚度方
向设置 5 个高斯积分点，单元尺寸大小为 10 mm×10 mm。为简化建模，泡沫铝芯材采用具有正交各向异
性特性的连续体单元建模，对应材料模型为 Pam-crash 中 35 号弹塑性可压缩各向同性硬化实体材料卡，
单元尺寸为 10 mm×10 mm×5 mm。夹芯结构的厚度从上到下依次为：上面板 2 mm，泡沫铝芯层 15 mm，
下面板 0.5 mm。最终，泡沫铝芯材划分为 24 154 个实体单元，面板部分划分为 24 778 个壳单元。
图 12 泡沫铝夹芯结构
Fig. 12 Foam aluminum sandwich structure
2.1.3 鸟体
根据文献 [32]，鸟撞模拟中鸟的几何构型多选用圆柱体、两端带半球体的圆柱体和椭球体 3 种形
状。刘军等 [33] 在鸟撞发动机叶片的数值模拟中研究了以上 3 种构型对叶片动态响应的影响，结果表明，
当鸟体形状为圆柱体时，叶片最危险。为保证端框结构足够的安全裕度，本文采用圆柱体来描述鸟体。
在 Pam-crash 中建立鸟的几何构型，鸟的直径和长度分别为 95.1 和 195.8 mm。将鸟体进行六面实体划
分，得到如图 13 所示的有限元鸟体模型。传统的有限元算法无法解决鸟击等高速撞击的问题，因为鸟
(a) Lagrange model (b) SPH model
图 13 鸟体有限元模型
Fig. 13 Finite element models of bird body
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