飞机舱门密封系统的仿真分析与优化设计

对飞机舱门(简称舱门)密封系统进行仿真分析,通过正交试验对密封带的结构和材料进行优化设计。结果表明:密封带的截面圆角半径对舱门密封系统的应力产生影响,密封带的截面圆角半径为3.5 mm时舱门密封系统的压缩应力最小,最大接触应力最大;密封带的内部增强织物能同时提高舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力,但对压缩应力的影响较小;密封带采用35U硅橡胶材料时舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力最小,密封带采用75U硅橡胶材料时舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力最大;舱门密封系统的压缩应力与最大接触应力随着密封带的硅橡胶材料邵尔A型硬度的增大而增大。当密封带的截面圆角半径为3.5 mm、采用邵尔A型硬度为50度的55U硅橡胶材料、内部有增强织物时,舱门密封系统的密封性能最优。

飞机舱门密封结构的气密可靠性研究

采用可靠性思想分析飞机舱门密封结构参数对密封性能的影响。对两种型号的舱门密封带进行整体规格的压缩实验,拟合成Ogden模型代入有限元计算获得门体与门框的二次接触力的隐式响应关系。将关门行程、装配尺寸、挡件尺寸等视为随机变量,采用Monte Carlo法对两种密封带的气密可靠性进行比较,得到了密封结构参数的均值灵敏度和方差灵敏度,对舱门密封带选型与结构的优化设计提供参考。

基于Abaqus-Isight的飞机舱门密封件的联合优化设计

为了适应飞机舱门密封件研制周期较短以及正向设计的发展趋势,基于Abaqus-Isight软件对飞机舱门密封件进行仿真分析和优化设计,同时校准了材料参数,提出了两种对飞机舱门密封件的优化设计方法,通过对比得到更优的密封件结构。通过试验得到橡胶与织物的材料参数,基于Abaqus-Isight对材料参数进行校核,通过试验得到的压缩试验曲线对材料参数进行修正,得到与成品试验拟合度更高的材料参数;基于Abaqus-Isight对飞机舱门密封件进行DOE正交试验优化设计,将产品结构参数作为变量,压缩力、接触压力、摩擦损耗能作为优化目标,可以得到局部最优结构;将DOE正交试验结果拟合得到近似模型,通过Isight的近似模型算法得到全局最优结构,综合评估采用近似模型算法能够得到更为优异的结果。

飞机舱门密封带的仿真分析

通过试验确定了飞机舱门密封带所用橡胶、织物的材料参数,并对其密封带进行了仿真分析,对比了成品压缩试验与仿真分析得到的压缩应力-压缩率曲线,研究了织物和舱内增压对飞机舱门密封带的压缩应力和接触应力的影响。结果表明,仿真分析与成品压缩试验得到的压缩应力-压缩率曲线趋势基本一致;织物能提高飞机舱门密封带的压缩应力及接触应力,内部增强织物的提升效果好于表面复合织物;舱内增压后,飞机舱门密封带的压缩应力有所提高,接触区域发生偏移,接触面有接触应力大于0的区域,密封带与门框之间保持接触。

飞机舱门密封带的仿真优化设计

通过对飞机舱门密封带(简称密封带)仿真分析,研究了所用材料和结构参数的影响;应用正交试验设计法对密封带进行了优化设计,确定了各个因素的影响程度,获得了最优设计。结果表明,(1)织物能提高密封带压缩应力和接触应力,内部增强织物的提高效果好于表面复合织物。(2)随着密封带壁厚的逐渐增大,压缩应力和最大接触应力均逐渐提高。(3)随着橡胶硬度的逐渐升高,压缩应力和最大接触应力也逐渐提高。(4)针对压缩应力和最大接触应力,密封带壁厚的影响最大,橡胶材料硬度的影响次之,织物的影响最小;(5)通过正交试验设计法得到典型结构密封带在选定影响因素中的最优设计为橡胶材料硬度为邵尔A硬度50度,表面复合一层织物,密封带壁厚为2mm。

舱门密封性能虚拟仿真分析系统研究

民用飞机舱门是民用飞机的重要结构之一,其内部结构复杂,涉及多学科、多系统的协同工作。其中舱门密封性能尤为重要,此项预期功能的完成度将直接影响飞机的飞行安全性。本文通过开发舱门静态密封性能虚拟验证系统、舱门动态密封性能虚拟验证系统、密封件性能数据库三大系统,构建了针对民用飞机舱门各种复杂服役环境下的舱门密封性能虚拟仿真分析体系。该体系可用于完善舱门密封性能评价机制,形成多环境因素交互作用下的舱门密封性能虚拟仿真分析能力,为民用飞机舱门密封件研究提供依据。

舱门密封件接触行为仿真分析

现代飞机普遍采用气密舱设计。对于增压区舱门,普遍采用密封件密封。密封件的设计既要保证舱门关闭时气密性良好,又要保证舱门开关过程中受力合理。密封件过度的挤压变形易产生过大的接触力和摩擦力,导致开关门手柄力过大。为了分析密封件接触行为问题,基于非线性不可压缩Mooney-Rivlin本构理论,建立了舱门典型密封结构有限元模型,计算了在舱门开闭过程中此密封件的变形状态、接触力分布和摩擦力。结果表明:舱门关闭情况下,此密封件平均法向接触力约为1160N/m,密封件挤压产生的摩擦力约为348N/m。

一种飞机密封舱门嵌入式自动测试系统

飞机舱门密封气密带是应用于飞机舱门的重要设备之一,其品质特性将对飞行安全产生影响。通过对传统人工测试过程的分析,提出并实现了一种自动化的嵌入式飞机舱门密封气密带测试系统,支持气密带的疲劳试验、压力降试验和爆破试验。并对自动化舱门密封气密带测试系统进行了验证测试,试验表明,系统能够自动测试气密带的品质特性,相对于人工测试的方法,可以提高测试系统的测试效果,节省测试成本。

用于海底管道修复的常压干式舱密封门设计

以东方1-1海底管道抢修项目使用的重力式常压干式舱为例,介绍了重力式常压干式舱密封门设计与结构选型。分别对密封门结构和密封门密封部位设计进行了详细阐述,提出了较为优化的设计形式,并对密封材料进行了优选。采取了上下对开门结构,门与舱体连接部位采用了旋转式门栓的布置设计,密封门与海底管道交界部位密封采用了隔水挡板的设计,提高了整体密封效果。基于该种舱门的常压干式舱成功应用在东方1-1海底管道修复项目及华德管道改迁工程干式舱施工项目中。

民用飞机舱门常用密封带的选择分析

舱门密封带是柔韧性和变形能力很好的功能件,是飞机舱门设计中的关键部件。文章阐述了飞机舱门设计中常用的密封带形式,并对其一一进行介绍。结合国际两大飞机公司采用的密封形式,对舱门密封带形式的选择给出了推荐建议,并对密封件的材料选用进行了初步介绍。最后结合已有民用飞机机型的设计经验,对舱门密封带的设计提出了设计准则。