题目：直升机油箱及附件抗坠毁性能与失效研究

直升机油箱抗坠毁设计是直升机抗坠毁设计的核心内容之一。在中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所合作，对我国新一代民用背景直升机燃油箱及其附件进行抗坠毁性能评估。其中，负责根据最新的试航规范，通过计算机建模与有限元仿真，对不同工况下的油箱坠落过程进行数值模拟和强度分析，为背景机油箱的设计提供理论依据。 本文首先全面总结和归纳了飞行器抗坠毁设计的相关背景资料以及最新性能指标，进而又对直升机油箱抗坠毁设计的相关规范与要求做了详细的分析与阐述，并且对油箱底部的吸能材料进行了准静态试验，考察了其破坏模式和吸能特性。然后通过大量试算和讨论建立了合理的油箱有限元模型，分别对不带框和带框的结构试样油箱以及全尺寸真实油箱以不同速度、角度撞击刚性地面的塑性动力响应过程进行了模拟计算，其计算结果显示：带框的结构试样油箱撞击刚性地面后，其油箱材料的应力、应变峰值都要比不带框的结构试样油箱小得多。外部防护框通过自身的塑性大变形，大约吸收了系统50％的动能，起到了保护内部软油箱的作用，达到了设计要求。而全尺寸单、双油箱在正撞和斜撞的过程中，虽然在某些孔边和连接位置都出现了比较明显的应力集中现象，但是考虑计算出的最大等效应变与编织材料的极限应变仍有一段距离。所以，通过综合分析，可以认为真实油箱的整体结构设计也是比较理想的，能满足抗坠毁设计的要求。 另外，本文还根据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与强度分析。其中包括油箱底部单排孔连接模式改成双排孔连接模式；双排孔连接模式下，M5尺寸的螺栓改用M6尺寸的螺栓。其计算结果表明：三种情况下附件板孔边在坠落过程中所产生的应力集中均不会对附件板造成破坏性的影响，整个油箱附件板部位是安全的。