飞机在着陆过程中首先轮胎冲击复合涂层,然后轮胎碾压钢索冲击复合涂层,最后钩锁冲击复合涂层,为了分析复合涂层所能承受的最大应力及变形,本文主要根据飞机降落过程中的相关参数来研究复合涂层多工况下的抗冲击性能,并通过理论分析和有限元仿真分析了飞机着陆瞬间飞机轮胎、钢索以及钩锁对复合涂层所造成的损伤。本文主要根据飞机降落冲击过程中涉及的三种工况进行分析,首先应用Hertz接触理论建立了钢索冲击涂层的弹性接触模型,运用MATLAB软件对建立的弹性接触模型进行数值分析,考察轮胎宽度等对复合涂层受力的影响;其次应用牛顿碰撞理论建立了钩锁涂层碰撞数学模型,运用MATLAB软件对建立的碰撞数学模型进行数值分析,考察下滑角等对复合涂层受力的影响;最后应用能量法建立轮胎冲击涂层接触模型,运用MATLAB软件对建立的轮胎冲击涂层接触模型函数表达式进行数值分析,考察下沉速度等对复合涂层受力的影响。复合涂层材料为多层结构,该材料属于高合成环氧树脂型复合涂层材料,是一种典型的粘弹性非线性材料,基于复合涂层材料进行了单轴拉伸、单轴压缩、双轴压缩、面内剪切和应力松弛实验得到复合涂层的各种性能参数,建立复合涂层的非线性粘弹性本构模型,采用最小二乘法拟合出了复合涂层的应力应变曲线,以此作为有限元仿真分析的输入条件。利用有限元方法针对轮胎碾压钢索的工况进行ANSYS Workbench瞬态动力学建模,结合飞机降落时的相关技术参数,研究轮胎碾压钢索对复合涂层的受力分布情况。通过轮胎碾压钢索区域仿真分析,得到复合涂层的位移和应力随时间变化的响应曲线,记录复合涂层的最大应力和变形,将仿真分析结果与试验结果进行对比,确定复合涂层在轮胎钢索碾压工况下的承载强度是否满足材料的许用抗压强度。进一步改变环境温度、轮胎宽度和钢索半径等因素,考察各因素对轮胎钢索碾压区域的影响规律。利用有限元方法针对钩锁冲击区域的工况进行ANSYS Workbench瞬态动力学建模,结合飞机降落时的相关技术参数,研究钩锁冲击对复合涂层的受力分布情况。通过钩锁冲击区域仿真分析,得到复合涂层的位移和应力随时间变化的响应曲线,记录复合涂层的最大应力和变形,将仿真分析结果与试验结果进行对比,确定复合涂层在钩锁冲击区域工况下的承载强度是否满足材料的许用抗压强度。进一步改变环境温度、下沉速度和切入角等因素,考察各因素对钩锁冲击区域结果影响的规律。利用有限元方法针对轮胎冲击区域的工况进行ANSYS Workbench瞬态动力学建模,结合飞机降落时的相关技术参数,研究轮胎冲击对复合涂层的受力分布情况。通过轮胎冲击区域仿真分析,得到复合涂层的位移和应力随时间变化的响应曲线,记录复合涂层的最大应力和变形,将仿真分析结果与试验结果进行对比,确定复合涂层在轮胎冲击区域工况下的承载强度是否满足材料的许用抗压强度。进一步改变环境温度、下沉速度和飞机质量等因素,考察各因素对轮胎冲击区域结果影响的规律。仿真分析结果有助于材料配方的筛选,缩短试验周期,加速材料的升级及更新换代。