Numerical analysis of ground impact of a helicopter with a composite floor structure

U ovome radu biti će riječ o numeričkoj analizi udara konstrukcije poda helikoptera u tlo u programskom paketu Abaqus/Explicit s ciljem određivanja opterećenja kojima je u tom slučaju izložena posada. Modeliran je jednodijelni aluminijski model koji je validiran podacima iz literature gdje je eksperimentalno ispitan dio konstrukcije poda helikoptera Westland WG30 u kojem je smještena posada. Zatim su kritični dijelovi konstrukcije modelirani detaljno, zakovičnim spojem, te se na tom modelu također vrši validacija. U sljedećem poglavlju vrši se izrada numeričkog modela kompozitne podnice helikoptera na dva načina – kao monolitnu i kao sandwich konstrukciju uzimajući u obzir svojstva materijala koji se koriste u tu svrhu u realnim konstrukcijama. Podnica je opterećena prvo krutom pločom kako bi simulacija pratila eksperiment, zatim konstrukcijom sjedala i masom posade. Analiza konstrukcijom sjedala vršena je na dvije monolitne podnice različitih orijentacija te sandwich podnici helikoptera koje su međusobno uspoređene kako bi se odredio utjecaj izvedbe podnice na opterećenja posade helikoptera. Na kraju se proučava utjecaj debljine jezgre sandwich kompozitne podnice helikoptera.The aim of this study is to perform a numerical analysis of the impact of a helicopter floor structure on the ground in the Abaqus/Explicit software package to determine the loads to which the crew is exposed. A one-piece aluminum model has been modeled that has been validated using experimental data from the available literature. The part of the floor structure containing the crew of the Westland WG30 helicopter has been tested in this experiment. Then, the critical parts of the structure are modeled in detail, with a rivet joint, and validation is also performed on that model. In the next section, the numerical model of a composite helicopter floor is made in two ways - as a monolithic and as a sandwich structure, considering the properties of the materials used for this purpose in real structures. The floor was first loaded with a rigid plate for the simulation to follow the experiment, then with seat structure and crew mass. The seat structure analysis was performed on two monolithic floors of different ply layups and a helicopter sandwich floor. The results of these analyses were compared to each other to determine the impact of the floor design on helicopter crew loads. Finally, the effect of the core thickness of the sandwich composite helicopter floor is studied