Numerical investigation of a bird strike test campaign on the AW609 proprotor blade

This work is part of a collaboration between Leonardo Helicopter Division (LHD) and the Laboratorio di Sicurezza dei Trasporti (LaST) of Politecnico di Milano, aimed at developing reliable numerical tools for predicting bird strike damage on the proprotor blade of the AW609 tiltrotor. The study focuses on the correction, validation, and extension of an existing finite element model of the blade tip specimen, using the LS-DYNA explicit solver. The baseline model exhibited a non-physical damage response, inconsistent with the experimental evidence; a series of corrective modelling actions was therefore implemented to achieve a physically consistent representation of the structural response. The validated model was subsequently extended to incorporate an explicit skin--core interface model based on a mixed-mode tiebreak contact formulation, and further developed to reproduce the sequential three-impact experimental campaign on the same blade specimen, accounting for the cumulative damage state transferred between consecutive events.

Il presente lavoro si inserisce in una collaborazione tra Leonardo Helicopter Division (LHD) e il Laboratorio di Sicurezza dei Trasporti (LaST) del Politecnico di Milano, con l'obiettivo di sviluppare strumenti numerici affidabili per la previsione del danno da impatto provocato da uccelli contro le pale del rotore del convertiplano AW609. Lo studio si concentra sulla correzione, validazione ed estensione di un modello a elementi finiti esistente rappresentante la punta della pala, mediante l'impiego del solutore esplicito LS-DYNA. Il modello di partenza presentava una risposta di danneggiamento non fisica, incoerente con l'evidenza sperimentale; è stata pertanto implementata una serie di interventi correttivi di modellazione, al fine di ottenere una rappresentazione fisicamente consistente della risposta strutturale. Il modello, una volta validato, è stato successivamente esteso per incorporare un modello esplicito di interfaccia tra le pelli e l'anima interna, infine ulteriormente sviluppato per riprodurre la campagna sperimentale a tre impatti sequenziali sul medesimo campione di pala, considerando lo stato di danno cumulativo trasferito tra eventi successivi.