高沖擊下飛行器數(shù)據(jù)采錄儀的有限元研究.pdf

1、飛行器數(shù)據(jù)采錄儀是一種采集、記錄飛行器運(yùn)行過(guò)程中各項(xiàng)飛行參數(shù)的設(shè)備，目的是獲取飛行器的飛行參數(shù)，通過(guò)進(jìn)一步處理這些飛行參數(shù)，回放飛行器運(yùn)行過(guò)程，以達(dá)到特定的分析目的。由于數(shù)據(jù)采錄儀安裝在飛行器內(nèi)，當(dāng)飛行器從高空墜落與地面碰撞時(shí)，數(shù)據(jù)采錄儀將承受大約10000g的沖擊加速度載荷，因此飛行器數(shù)據(jù)采錄儀必須具備足夠的抗墜毀保護(hù)能力。但是由于受到實(shí)驗(yàn)條件的限制，目前普通的實(shí)驗(yàn)設(shè)備很難在被測(cè)物體上施加10000g的沖擊加速度載荷。另外，由于飛行器

2、是一種高技術(shù)產(chǎn)品，造價(jià)昂貴，所以如果通過(guò)搭載實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)采錄儀的抗墜毀性能，其實(shí)驗(yàn)費(fèi)用相當(dāng)巨大，實(shí)驗(yàn)次數(shù)將受到很大的限制。而計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）恰恰是解決這類(lèi)困難的一種很好的方法。 有限元法是CAE的主要方法，有限元分析已經(jīng)成為替代大量實(shí)物實(shí)驗(yàn)的數(shù)值化“虛擬實(shí)驗(yàn)”。本文選擇了通用有限元軟件ABAQUS作為分析工具，借助有限元法仿真飛行器數(shù)據(jù)采錄儀在10000g沖擊加速度載荷作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。 針對(duì)有限元軟件

3、ABAQUS和飛行器數(shù)據(jù)采錄儀承受載荷的特點(diǎn)，本文首先詳細(xì)介紹了目前ABAQUS中提供的三種進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的方法，即模態(tài)疊加法，隱式時(shí)間積分法和顯式時(shí)間積分法。在分析了它們各自的特點(diǎn)和適用范圍之后，最終選擇顯式積分法作為此次數(shù)據(jù)采錄儀瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析的方法。接著在ABAQUS/CAE中完成了數(shù)據(jù)采錄儀的有限元建模，調(diào)用顯式分析模塊ABAQUS/Explicit進(jìn)行計(jì)算，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。最后，利用已經(jīng)建立的有限元模型，通過(guò)改變數(shù)

4、據(jù)采錄儀的材料和結(jié)構(gòu)，對(duì)各種不同情況下的數(shù)據(jù)采錄儀進(jìn)行了有限元仿真，并以此為依據(jù)，提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議。 因此，本文是以飛行器數(shù)據(jù)采錄儀為研究對(duì)象，以數(shù)據(jù)采錄儀的瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析為核心內(nèi)容，圍繞瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)理論和計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)相結(jié)合，采用有限元方法建立了數(shù)據(jù)采錄儀瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)有限元模型，應(yīng)用ABAQUS軟件仿真了數(shù)據(jù)采錄儀在10000g沖擊加速度載荷作用下的結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)響應(yīng)。通過(guò)對(duì)采用不同材料和結(jié)構(gòu)的飛行器數(shù)據(jù)采錄儀進(jìn)行有限元仿真，給出