Modélisation de l'impact sur les
structures d'aéronefs en composites
Impact Modeling of Composite Aircraft
Structures
Valeur totale/ Total value
$1,251,820
Années/ Years
4
Financé par CRSNG/ NSERC Funded
Autre financement/ Other fundings
MITACS
Statut/ Status
In preparation
Début du projet/ Start
Mise à jour/ Update
APR-20-2010
No.
COMP-410
Chercheur principal et leader
industriel/ Principal Investigator and
Industrial Leader
Participant
Organisation/Organization
Gakwaya, Augustin
Université Laval
Caulfeild, Stephen
Pratt & Whitney
Canada
Partenaires/ Partners
Organisation/Organization
Institut de
recherche
aérospatiale du CNRC
Recherche et
développement pour
la défense Canada
Université Laval
University of
Waterloo
Bell Helicopter
Textron Canada
limitée
Bombardier
Aéronautique
Pratt & Whitney
Canada
Description du projet/ Project
Description
Developpement des méthodes de conception
basés sur des méthodes de simulation
numérique de l'impact des objets solides
and mous, pour permettre la prédiction
du mechanisme des défauts multi-modaux
et optimiser la conception structurale.
Developments of design methodologies
based on predictive numerical simulation
methods for soft and hard body impact
that would enhance our capability in
predicting multi mode failure mechanisms
and optimize structural design.
Objectifs/ Objectives
1) Développer et démontrer des méthodes
avancées de prédiction des défaillances
des métaux et composites qui sont
significatives pour l'industrie; 2)
Développer et implémenter des critères
de défaillance dans un plan et de la
dégradation des propriétés mécaniques;
3) Formuler et implémenter un élément de
décohésion avec des non-linéarités
géométriques lequel peut être utilisé
pour modéliser la délamination,
propagation de fissures et connections
entre éléments collés; 4) implémenter un
élément shell et formulation SPH dans un
logiciel commercial pour utilisation
industrielle 5) Étudier le comportement
dans des conditions de déformation
rapide d'autres matériaux tels que les
composites thermoplastiques 6) Établir
des règles pour l'industrie sur comment
représenter des situations de
défaillance multi-modale pour des cas
typiques de frappe par des oiseaux ou
retention des pales de turbines; le
phénomène d'érosion devient critique 7)
Compléter le test d'impact par des
oiseaux sur une plaque rigide à haute
vitesse et modèle en gélatine sur des
structures plus réelles (flexibles,
courbées) en différents matériaux;
évaluer leur résistance à l'impact et
tester pour l'impact de la grêle pour
valider le modèle 9) Créer un modèle
numérique pour l'absorption d'énergie
dand des phénomènes d'écrasement;
valider le modèle et l'appliquer à une
structure générique 10) Développer des
concepts d'absorption d'énergie pour le
fuselage, de façon similaire à ce qui a
été fait pour la protection contre les
débris.
1) Develop and demonstrate more advanced
methods to predict both metallic and
composites material failure that are
industrially relevant; 2) Develop and
implement enhanced in-plane failure
criteria and post-failure degradation of
the mechanical properties; 3) Formulate
and implement a decohesion element with
geometric nonlinearity that can be used
in several fields to model delamination,
crack propagation and connections
between bonded components; 4) Implement
shell element and enhanced SPH
formulation in a commercial code for
industry use. 5) Study high strain rate
behaviour of other materials such as
thermoplastics composites. 6) Establish
guidelines for industry on how best to
represent multi-mode failure in typical
bird strike/ engine containment work
where element erosion criteria are
critical; 7) Complete started bird
strike testing on rigid plate at higher
speeds and conduct gelatine bird testing
on actual and/or more complex flexible
structures (curved surfaces) made of
various material; assess their impact
resistance to soft body impact and
validate this through numerical bird
model; 8) Extend the SPH approach so to
represent of hailstones and conduct
hailstone impact tests to validate above
model; 9) Develop a numerical model for
energy absorption concepts as in crush
simulation; based on the previous
contributions, validate the model and
apply it to generic crashworthy
structure; 10) Develop energy absorption
concepts for fuselage crash as it has
been done for debris protection using
fan case containment ring.
