轮胎爆破即轮胎失效,是突然发生的,通常与飞机轮胎所处的高温高压高负载等恶劣环境有关。本文基于轮胎爆破中的轮胎碎片失效模型,研究某型飞机典型机身结构轮胎碎片冲击响应特性,确定符合适航规章要求的最严酷工况,为相关轮胎爆破适航审定提供支持。首先,从典型国产航空轮胎胎面上获得相关橡胶试样,对橡胶试样开展准静态下单轴拉伸和单轴压缩试验。为研究应变率对橡胶材料的影响,对橡胶试样进行分离式霍普金森压杆（SHPB）试验。结果表明,橡胶试样在准静态加载下呈现出明显的超弹性特性,在动态压缩加载下表现出明显的应变率相关特性。其次,基于单轴拉/压试验数据,对比5种典型超弹性本构模型的拟合能力。提出一种参数较少且拟合结果良好的修正的Mooney-Rivlin超弹性本构模型,对单轴拉/压试验数据同时进行拟合。基于拟合参数值,对准静态单轴拉/压试验进行有限元建模,验证了该修正模型在准静态工况下的有效性。再次,进行2024-O铝合金板轮胎碎片冲击试验,并建立轮胎碎片冲击铝合金板有限元模型,对比金属板在不同冲击角度（45°、60°、90°）、不同冲击速度（80m/s、100 m/s、135 m/s）、不同冲击材料（橡胶弹体、铝合金弹体）下的试验与仿真冲击结果。结果表明,轮胎碎片的冲击能量会随冲击角度和速度的增加而增大。在初始撞击动能相同的情况下,橡胶弹体的冲击临界速度为245m/s,铝合金弹体的冲击临界速度为191m/s。橡胶弹体相较于铝合金弹体,在冲击时可以将部分能量通过自身变形来吸能。最后,基于修正的M-R超弹性本构模型和经过试验验证的轮胎碎片冲击有限元建模技术,建立某型飞机典型机身结构轮胎碎片冲击有限元模型。所研究的某型飞机典型机身结构能抵抗最大角度为90°和速度为71m/s的轮胎碎片高速冲击而不发生破坏,满足相关轮胎爆破适航规章要求。对比不同工况下的冲击情况,结果表明,对比蒙皮、长桁、框桁交界处3个不同冲击位置处的冲击响应,可知蒙皮为最严酷位置、长桁次之;在同一速度下,冲击角度对于最大法向位移的影响更大;对于不同的轮胎碎片冲击姿态,接触面积越大,工况越严酷。