摘要：直升机油箱及附件抗碰撞与失效研究

直升机油箱防撞设计是直升机防撞设计的核心内容之一。在我国新型民用直升机快速发展的背景下，本课题主要是与中国直升机设计研究院合作，对我国新一代民用背景直升机油箱及其配件的防撞性能进行评估。其中，根据最新的海试规范，通过计算机建模和有限元模拟，对不同工况下的油箱坠落过程进行数值模拟和强度分析，为背景油箱的设计提供理论依据。 .本文首先对飞机防撞设计的相关背景资料和最新性能指标进行了总结和总结，然后对直升机油箱防撞设计的相关规范和要求进行了详细的分析和阐述。 .进行了准静态试验，研究了其失效模式和能量吸收特性。然后，通过大量的试算和讨论，建立了合理的油箱有限元模型，以及无框和有框结构样品油箱与全尺寸实物油箱撞击刚性地面的塑性动力响应过程。以不同的速度和角度进行模拟。计算结果表明，框架结构样品油箱撞击刚性地面后，油箱材料的应力和应变峰值远小于无框架结构样品油箱。外部保护架通过自身较大的塑性变形吸收系统约50%的动能，起到保护内部软油箱的作用，达到设计要求。全尺寸单双油箱在正面和斜向碰撞过程中，虽然在一些孔边和连接位置存在明显的应力集中，但考虑了计算的最大等效应变和编织材料的极限。应变还有一段路要走。因此，通过综合分析，可以认为真实油箱的整体结构设计也比较理想，能够满足防撞设计的要求。此外，本文还基于最新的油箱附件设计修改方案对油箱底部的附件结构进行了局部数值模拟和强度分析。其中，油箱底部的单排孔连接方式改为双排孔连接方式；在双排孔连接方式中，将M5尺寸螺栓改为M6尺寸螺栓。计算结果表明，在三种情况下，附件板孔边在落下过程中产生的应力集中不会对附件板造成破坏性影响，整个油箱附件板是安全的。