Factors Study Influencing on Numerical Simulation of Aircraft Windshield against Bird Strike

Abstract

The combined model of UniGraphics(UG) and ANSYS-LS-DYNA software and finite element (FE) model of aircraft windshield and windshield structure for bird strike were built. The windshield structure is composed of windshield, framework, arc-frame and gasket. The factors influencing on dynamic response for bird strike were analyzed such as bird velocity, mesh density of windshield, mesh density of bird, boundary condition, material model of windshield, analytic methods and components of windshield structure. The results showed that these factors must be taken into account when FE analysis method is applied to aircraft anti-bird design.

Numerical analysis of collision of the multimaterial bird model with helicopter windshield

“…Although we considered a reverse phenomenon, when the bird hits an immobile windshield, such an approach is often described in literature. The obtained findings come very close to those presented in the papers dealing with this issue, including [3,5]. The suggested multimaterial dummy bird model, with a simplified shape, seems to be sufficient for this type of analyses.…”

“…The material available under various trademarks such as Plexiglas™, Perspex™, is mostly composed of polymethyl methacrylate -PMMA. The material parameters of this type of glass, mentioned in paper [5], have been listed in Table 1. We used the elastic-perfectly-plastic model (*MAT_PLASTIC_KINEMATIC) [1], with the modulus of reinforcement equalling 0.…”

“…W następstwie wpadnięcia ptaka do silnika może nastąpić jego wyłączenie [6,8], natomiast po przebiciu oszklenia kabiny, istnieje bezpośrednie zagrożenie poważnego zranienia pilota uniemożliwiającego dalsze pilotowanie statku powietrznego. Istotnym jest zauważyć, że oprócz obowiązkowych, eksperymentalnych prób wytrzymałościowych przeprowadzanych na stanowiskach laboratoryjnych w celu spełnienia wymagań certyfikacyjnych, istnieją różne metody teoretyczne realizowane w oparciu o odpowiednie modelowanie matematyczne zderzenia [5,10]. Aby przeprowadzić przedmiotowe modelowanie należy opracować odpowiedni model ptaka oraz zastosować odpowiednią metodę symulacji [4,7,9].…”

“…Reasumując, przeprowadzone analizy numeryczne dają pogląd na zagadnienie zderzenia ptaka z szybą śmigłowca. Uzyskane wyniki są zbliżone do tych przedstawianych w pracach zawierających przedmiotową problematykę [3,5]. Zaproponowany zastępczy wielomateriałowy model ptaka o uproszczonym kształcie wydaje się być wystarczającym w tego typu analizach.…”

“…The consequence of a bird sucked into the engine can be engine shutting down [6,8], whereas penetrating the canopy can cause a serious injury to the pilot, making him unable to continue piloting an aircraft. It should be remembered that apart from the compulsory experimental strength tests, conducted in laboratory conditions in order to meet certification requirements, there exist various theoretical methods which are realized on the basis of proper mathematical modelling of the bird strikes [5,10]. Therefore, due to lack of certification requirements for the category of normal, utility, acrobatic aeroplanes and small helicopters and a high degree of damage, especially to the cockpit canopy, it seems justified to conduct simulation of the strike impact by means of proper software.…”