在可生存坠撞事故中,大型运输类飞机货舱地板下部结构首先撞击地面,这部分结构的变形失效模式及对坠撞能量的吸收、对传递到客舱的冲击载荷水平以及客舱结构完整性起到了重要作用。因此,研究货舱地板下部结构在坠撞条件下的失效破坏及吸能特性,是深入理解飞机结构适坠性的关键,是揭示和掌握飞机结构坠撞冲击破坏行为的基础,也是发展坠撞数值分析技术的基础,可以有效支持货舱地板下部结构和整体机身结构的适坠性设计,降低乘员过载,提高结构抗坠撞能力。本文结合民机科研专项项目,建立典型货舱地板下部结构的有限元模型,发展坠撞动力学显式求解方法,用虚拟实验方法研究多种坠撞条件下典型运输类飞机货舱地板下部结构的变形失效模式和能量吸收的坠撞特性。首先,选取货舱地板下部结构中的典型金属材料,开展材料的动态拉伸性能测试试验。试验结果显示,模型中的铝合金材料对应变率并不敏感,在仿真分析中暂不考虑应变率效应。基于准静态拉伸结果,提取出材料的弹塑性指标并拟合出材料的本构模型。其次,基于材料试验结果,选用LS-DYNA显示动力学有限元软件,建立典型货舱地板下部三框两跨结构有限元模型,求解其在垂直冲击载荷下的破坏吸能力学行为;通过分析坠撞过程中冲击载荷传递方式、结构变形失效模式、冲击响应及能量吸收耗散规律,发现在垂直坠撞工况下机身框(带剪切角片)、支撑柱是主要的吸能结构。通过研究材料失效和连接失效对结构变形、传力路径、部件吸能的影响,识别出支撑柱的失效对其能量吸收影响最为显著,因此支撑柱的有限元模型要能捕捉其失效行为。参考国外研究文献,并基于国内现有实验条件,提出了落重冲击方案、带集中质量点正向跌落方案、带刚性行李正向跌落方案三种实验方案,从边界条件、加载形式和虚拟实验结果研究了三种实验方案的差异。最后,研究了不同的初始能量和冲击姿态对结构坠撞特性的影响规律,识别出机身蒙皮壁板在有俯仰角和滚转角坠撞时更多的参与了能量吸收/耗散。本文深入探讨了大型运输类飞机典型货舱地板下部结构的坠撞动力学行为,研究成果可为运输类飞机抗坠撞分析、设计和验证提供重要参考,为开展全尺寸运输类坠撞实验奠定基础。