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航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验

张帆 曹振忠 苗艳 丛佩红 柏松汉 章定国

张帆, 曹振忠, 苗艳, 丛佩红, 柏松汉, 章定国. 航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验[J]. 航空动力学报, 2022, 37(6): 1248-1259. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210115
引用本文: 张帆, 曹振忠, 苗艳, 丛佩红, 柏松汉, 章定国. 航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验[J]. 航空动力学报, 2022, 37(6): 1248-1259. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210115
ZHANG Fan, CAO Zhenzhong, MIAO Yan, CONG Peihong, BAI Songhan, ZHANG Dingguo. Ballistic test of double-layer metal casing of aero-engines[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(6): 1248-1259. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210115
Citation: ZHANG Fan, CAO Zhenzhong, MIAO Yan, CONG Peihong, BAI Songhan, ZHANG Dingguo. Ballistic test of double-layer metal casing of aero-engines[J]. Journal of Aerospace Power, 2022, 37(6): 1248-1259. doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210115

航空发动机双层结构金属机匣的弹道试验

doi: 10.13224/j.cnki.jasp.20210115
基金项目: 国家自然科学基金(11772158); 中央高校基本科研业务费专项(30917011103)
详细信息
    作者简介:

    张帆(1990-),男,博士生,主要从事航空发动机机匣包容性问题的研究。

    通讯作者:

    章定国(1967-),男,教授、博士生导师,博士,主要研究领域为多体系统动力学与控制。E-mail:zhangdg419@mail.njust.edu.cn

  • 中图分类号: V232.6

Ballistic test of double-layer metal casing of aero-engines

  • 摘要: 为研究航空发动机双层结构金属机匣在受叶片冲击时的包容性问题,利用滑膛炮试验系统对双层钛合金带不同间隙叠层靶板进行打靶弹道试验。通过28次有效的弹道试验发现:对比内层(迎弹面)、外层靶板厚度相同带间隙组合的试验结果,间隙越大靶板抗侵彻能力越差;对比不带间隙组合试验结果,内层较薄组合的抗侵彻能力强于内、外层厚度相同组合。采用商业有限元软件ANSYS/LS-DYNA对打靶试验进行了数值仿真,有限元仿真与试验结果吻合较好,并发现内层较薄组合的抗侵彻能力强于内层较厚组合,且两者均强于内、外层厚度相同组合;各个组合在没有间隙的情况下,弹道极限随叶片攻角增加而增加,但是速度曲线突增的攻角有所不同。无量纲靶厚决定了叶片冲击双层靶板的破坏模式。

     

  • [1] 何庆.航空发动机机匣包容性机理及数值仿真方法研究[D].杭州:浙江大学,2012.
    [2] 陈光.航空发动机结构设计分析[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
    [3] 陈光涛.几种典型机匣结构的包容性研究[D].杭州:浙江大学,2014.
    [4] 张晓峰.航空发动机机匣包容性的试验研究与仿真计算[D].杭州:浙江大学,2005.
    [5] 范志强.航空发动机机匣包容性理论和试验研究[D].南京:南京航空航天大学,2006.
    [6] HE Q,XIE Z,XUAN H,et al.Ballistic testing and theoretical analysis for perforation mechanism of the fan casing and fragmentation of the released blade[J].International Journal of Impact Engineering,2016,91:80-93.
    [7] 宣海军,陆晓,洪伟荣,等.航空发动机机匣包容性研究综述[J].航空动力学报,2010,25(8):1860-1870.
    [8] 段玥晨,章定国,陈思佳,等.航空发动机机匣包容性打靶试验与仿真研究[J].计算机仿真,2014,31(4):106-109.
    [9] 刘璐璐.二维三轴编织带缠绕碳纤维复合材料机匣包容性研究[D].杭州:浙江大学,2014.
    [10] 钱伟长.穿甲力学[M].北京:国防工业出版社,1984.
    [11] ROSENBERG Z,DEKEL E.Terminal ballistics[M].Berlin:Springer International Publishing,2012.
    [12] DENG Y,ZHANG W,CAO Z.Experimental investigation on the ballistic resistance of monolithic and multi-layered plates against ogival-nosed rigid projectiles impact[J].Materials & Design,2013,44:228-239.
    [13] DENG Y,ZHANG W,CAO Z.Experimental investigation on the ballistic resistance of monolithic and multi-layered plates against hemispherical-nosed projectiles impact[J].Materials & Design,2012,41:266-281.
    [14] DEY S,B?RVIK T,TENG X,et al.On the ballistic resistance of double-layered steel plates:an experimental and numerical investigation[J].International Journal of Solids and Structures,2007,44(20):6701-6723.
    [15] WOODWARD R L,CIMPOERU S J.A study of the perforation of aluminium laminate targets[J].International Journal of Impact Engineering,1998,21(3):117-131.
    [16] BORVIK T,FORRESTAL M J,HOPPERSTAD O S,et al.Perforation of AA5083-H116 aluminium plates with conical-nose steel projectiles-calculations[J].International Journal of Impact Engineering,2009,36(3):426-437.
    [17] BEN-DOR G,DUBINSKY A,ELPERIN T.On the ballistic resistance of multi-layered targets with air gaps[J].International Journal of Solids & Structures,1998,35(23):3097-3103.
    [18] 杨双林.双层金属机匣模拟包容性试验及数值分析[D].南京:南京航空航天大学,2010.
    [19] 李建华,刘杰.WJ9发动机涡轮转子叶片包容性研究[C]∥中国航空学会(直升机)第三届动力与传动学术讨论会论文集.北京:中国航空学会,2000,76-81.
    [20] GUPTA N K,IQBAL M A,SEKHON G S.Effect of projectile nose shape,impact velocity and target thickness on the deformation behavior of layered plates[J].International journal of impact engineering,2008,35(1):37-60.
    [21] RECHT R F,IPSON T W.Ballistic perforation dynamics[J].Journal of Applied Mechanics,1963,30(3):384-390.
    [22] HALLQUIST J O.LS-DYNA theory manual[M].Livermore,US:Livermore Software Technology Corporation,2006.
    [23] Livermore Software Technology Corporation.LS-DYNA Keyword User's Manual (Version 970)[M].Livermore,US:Livermore Software Technology Corporation,2003.
    [24] 时党勇,李裕春,张胜民.基于ANSYS/LS-DYNA 8.1进行显式动力分析[M].北京:清华大学出版社,2005.
    [25] MOHAMMAD R,TOHID M M,HASH EM B,et al.Dynamic plastic response of double-layered circular metallic plates due to localized impulsive loading[J].Proceedings of the institution of mechanical engineers,2019,233(7):1449-1471.(in Chinese)
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  • 收稿日期:  2021-03-15
  • 刊出日期:  2022-06-28

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