飞机操纵面数字化互换性设计

随着数字化装配技术的逐渐成熟和推广应用,适应数字量传递的互换性设计对于提升飞机操纵面设计效率、稳定装配质量和降低维护成本具有现实意义。以飞机操纵面的互换性设计为研究对象,针对互换性的要求分析设计要点,建立与数字化装配相协调的互换性设计流程;从操纵面的构型特征角度分析互换性设计的结构元素;提出实现操纵面互换性的技术途径,给出相应的参考指标;以某型飞机的副翼为例,对其进行互换性分析和设计,并通过实际装配进行检验。结果表明:本文建立的操纵面互换性设计流程合理可行,能够满足互换性要求。

虚拟现实技术在飞机设计中的应用

现代飞机技术越来越复杂、性能要求也更加苛刻，而研制周期却越来越短，应用VR技术已成为确保飞机研制成功最关键的手段之一。在飞机设计过程中，应用VR技术提前开展性能仿真演示、人机工效分析、总体布置、装配与维修性评估，能够及早发现、弥补设计缺陷，实现“设计-分析-改进”的闭环迭代。

基于“主-供”模式的我国民机产业发展问题分析及对策建议

现代民机要求越来越高、技术越来越复杂,主制造商在民机产业价值链各个环节不可能都具备一流的人才、技术和设施,尤其制造环节,不仅涉及材质不同、型式各样的机体结构,而且涉及多专业、品种繁多的系统件,由主制造商全部负责一架飞机的研制是不可想象的。

“两化”融合与飞机数字化性能样机

结合以信息化、智能化、网络化为代表的新一轮工业革命发展趋势,阐述了国内"两化"战略的内涵,给出了飞机性能样机技术的基本概念和技术框架。在对航空产业"两化"融合战略实施过程分析的基础上,系统阐述了飞机数字化性能样机技术对于深入推进"两化"融合的重要意义。

民机起落架安全性分析方法研究

以满足民机起落架全寿命周期的安全使用为目标,结合结构、机构、系统可靠性理论,提出了一套完整的民机起落架安全性分析方法。以某型民机前起落架不能放下或放下未锁定故障模式为例,进行了安全性分析,当分析结果不满足安全性指标要求时,则需通过安全性灵敏度分析,开展民机起落架的安全性设计改进。该分析方法适用于飞机设计全过程,可指导起落架设计优化,并可为民机适航取证提供技术支持。

民机舱门安全性分析方法研究

以民机舱门全寿命周期的安全使用为目标,提出了一套完整的民机舱门机构功能安全性分析设计方法。首先以民机舱门事故统计为基础,分析其主要故障模式,通过对相关适航条款的分析与解读,确定民机舱门主要故障模式的安全性指标;接着采用故障模式影响分析和故障树分析方法对各故障模式开展可靠性建模计算,同时对影响程度较大的故障模式进行共因故障分析;最后,将计算结果与安全性指标进行对比分析,如不符合要求,还需进行安全性改设计。该分析方法适用于飞机设计全过程,可指导舱门机构优化设计。

复合材料泡沫夹芯结构低速冲击损伤研究

随着复合材料夹芯结构在航空领域的广泛应用,对其抗冲击性能的研究变得越来越重要。本文对泡沫夹芯结构的低速冲击问题采用试验及数值分析的手段进行研究,比较了不同冲击能量下泡沫夹芯结构的冲击响应特点,并利用数值分析手段揭示了冲击损伤的破坏机理,同时计算得到了该夹芯结构的临界冲击能量,模拟结果与试验吻合较好,可为工程设计提供一定的参考;同时对比分析了全模型与1/4模型、衰减参数、衰减次数对冲击响应分析结果的影响。结果表明:采用1/4模型,考虑泊松比的参数衰减以及50次退化方式能够提高数值模拟的计算效率和精度。

飞机复合材料泡沫夹芯结构地面冰雹冲击试验研究

本文讨论地面冰雹冲击的要求,地面冰雹威胁环境,针对某型号扰流板结构优化设计结果,开展了地面冰雹冲击试验,讨论了冰雹冲击损伤机理,制定了复合材料泡沫夹芯扰流板结构的地面冰雹冲击准则。

基于数字化柔性装配的飞机结构设计研究

根据现代飞机数字化柔性装配的技术特点和发展需求,分析了基于柔性装配的飞机结构设计关键技术,提出了在飞机结构设计时需要考虑的要素,如部组件定位点的选取、工艺分离面的划分和装配开敞性要求、适宜自动化装配技术的结构形式及连接形式等。指出了目前存在的问题与解决建议,为飞机数字化柔性装配技术的实现提供参考。

基于可行方向法的机翼盒段结构参数优化设计

利用TCL语言对Hyper Works进行二次开发,建立翼盒长桁与蒙皮面积比以及上蒙皮、梁腹板局部稳定性响应并关联部件几何参数。在可行方向法的基础上提出了小步长迭代分层优化方法,以民用飞机为例,对机翼盒段进行参数优化设计,实现了翼盒结构减重。

空间四连杆机构过中心锁定可靠性分析

对空间四连杆机构过中心锁定原理进行了分析,并提出了空间四连杆过中心锁定可靠性分析模型,将遗传算法和牛顿法相结合用于过中心角度非线性方程组的求解,然后将空间连杆机构的杆长等参数作为训练好的神经网络的输入参数,通过神经网络的非线性映射能力得到过中心角度,以计算其分散性。分析结果表明,在空间四连杆机构中,主动件和连杆的尺寸及其变异系数对机构过中心锁定的可靠性影响显著。所提出的机构过中心锁定可靠性分析方法不仅为空间机构过中心锁定设计提供有益参考,且大幅度提高了计算效率。

民用飞机机轮最大刹车能量研究

机轮刹车装置是飞机起落架的重要组成部分,在地面减速过程中吸收飞机大部分动能,对飞机起降安全至关重要。其中,最大刹车能量设计是刹车装置的关键参数之一,与机轮刹车装置的安全性和经济性紧密相关。对民用飞机机轮刹车装置最大刹车能量的计算进行研究,按照适航规章相关要求,结合适航当局对刹车装置最大刹车能量计算的关注要点和飞机的设计构型,以某民用飞机为例,分析了机轮最大刹车能量计算中的影响因素,并通过计算对比该飞机在预定的不同使用场景与可能遇到的单个及多个故障叠加工况着陆时的刹车能量,确定该型飞机最大刹车能量出现在典型高原机场两个机轮刹车装置失效着陆工况,最大刹车能量为32.44 MJ,为飞机机轮刹车装置的设计提供关键参数。

民用飞机机身舱段的适坠性数值仿真分析

以民用飞机典型机身舱段下部结构为研究对象,建立了结构坠撞有限元模型,利用Pam-Crash软件进行了结构能量吸收特性仿真分析,得到机身舱段的变形、零组件吸能情况及座椅滑轨处的加速度计算结果。分析结果显示飞机在9m/s的垂直速度撞击地面时,原机身结构设计乘员处的过载超过了人体加速度的耐受极限,不满足垂直撞击适坠性要求;而加装副框缘后的机身结构,乘员处的过载在人体可承受的加速度范围内,地板以上的生存空间不小于原来空间的85%,更改后的机身舱段结构设计满足垂直撞击适坠性要求。

激光冲击强化对7050-T7451铝合金凹槽结构疲劳寿命的影响

研究了激光冲击强化对7050-T7451铝合金凹槽结构疲劳寿命的影响。采用45°激光入射角对应力集中R区进行冲击强化,其余区域采用90°激光入射角冲击。随后对强化后和未强化的实验件分别进行拉-拉疲劳实验。结果表明,在置信度99%情况下,经强化的实验件比未经强化的疲劳寿命提高1.566~2.725倍;激光冲击强化处理后,断裂部位远离凹槽R区。激光冲击强化对凹槽强化效果明显。

复合材料加筋壁板压缩稳定性工程算法验证研究

复合材料加筋壁板的主要失效模式是丧失稳定性,为确保其结构安全同时有效降低结构重量,有必要对其稳定性校核时的边界条件和蒙皮受载边宽度选取进行系统的研究。通过对两种边界条件、三种蒙皮受载边宽度选取进行研究,提出考虑长桁影响的蒙皮受载边宽度选取方法,进行加筋壁板稳定性计算,将计算结果与试验结果进行验证。结果表明:边界条件选取四边简支,蒙皮受载边宽度选取考虑长桁影响的工程稳定性计算方法准确度最高,计算结果与试验结果最小偏差0.29%,最大偏差7.16%,且全部低于试验值;该方法用于结构强度稳定性校核是安全可靠的。

飞机结构有限元分析中分布载荷的离散化处理算法

飞机结构设计中,需要对两类分布载荷数据进行处理:一类是已经由上游专业做过离散化处理,以网格形式提供的数据,例如翼面、舱门等的气动载荷,机体结构、燃油、设备、商载等的惯性载荷;另一类是以均布或线性分布等较为简单分布形式作用的载荷,例如增压舱、燃油箱等结构的压差载荷。针对飞机结构设计中需要进行离散化处理的两种不同类型载荷数据,分别对三类典型单元(三角形、矩形和四边形)的等效结点载荷移置处理算法进行研究,根据能量等效原则,利用薄板弯曲单元的理论,提出分布载荷离散化处理的算法,并对实际应用中舍弃结点载荷力矩分量处理方法的合理性进行说明,并通过算例验证,证明所提出的算法可在实际工程中推广应用。

剪切载荷下圆形和菱形开口层压板承载能力对比研究

基于剪切载荷工况,采用试验和数值计算模拟方法研究含圆形开口、菱形开口复合材料层压板承载能力及其失效模式。研究结果表明:层压板重量相同、开口可达性相同和铺层角度信息相同的前提下,菱形开口层压板承载能力大于圆形开口层压板承载能力;基于非线性连续介质损伤力学(CDM),采用最大应变失效准则预测纤维损伤、三维非线性Puck失效准则预测基体损伤,构建含开口层压板三维有限元模型并进行数值计算模拟,通过与试验结果对比,表明该模型能有效预测含开口层压板承载能力及其失效模式。

民用飞机舱门试验研究综述

舱门是飞机结构的重要部件,舱门试验是验证舱门设计满足可靠性、安全性、适航要求的重要手段。民用飞机舱门试验包括设计验证试验和适航验证试验,结合民用飞机舱门研制的经验和教训,本文研究总结了舱门研制过程中,应当开展的试验项目和内容,指出了试验的试验目的、试验意义和开展试验的必要性,给出了试验台架设计建议。本文研究对于舱门满足功能、性能等设计要求、使用要求、持续适航要求以及在设计阶段制定合理的试验规划,具有一定的参考价值。

复合材料结构在MA700飞机上的应用

阐述了MA700飞机采用复合材料结构的必要性,介绍了当前国外涡桨支线飞机复合材料结构应用情况,以及国内民用飞机复合材料应用及技术发展情况,并对MA700飞机复合材料结构应用的指导思想、材料和工艺方法选用、先进设计与制造技术应用等方面情况进行了说明,并从安全性、设计与制造能力、成本与效益、关键技术及解决途径等方面,对MA700飞机复合材料应用方案可行性进行了综合论证。在MA700飞机的设计过程中,安全性、长服役寿命、最小重量、可维护性4个主要方面的性能是必须要考虑的。MA700飞机应用复合材料是我国航空实现跨越发展的迫切需求,同时也是我国航空复合材料发展到了一定程度的必然结果。MA700飞机复合材料结构应用方案的制定以国内设计、制造能力为基础,借鉴国外飞机复合材料应用和国内转包生产的成功经验,切合实际,具有可行性。

螺栓夹持填充孔复合材料层压板层间应力分析

为了研究含螺栓复合材料层压板连接接头的层间应力分布规律,提出了采用填充孔形式和虚拟界面层方法求解层间应力,并建立了三维有限元模型对受面内压缩载荷的螺栓夹持填充孔层压板进行分析。结果表明:层压板层间应力集中不仅发生在孔边,还会在螺栓头边缘附近出现,且夹持力越大螺栓头边缘附近的层间应力集中越严重;合理的螺栓夹持力能改善孔边应力状态,提高孔边抵抗分层的能力,但无法改善螺栓头边缘附近的层间剪切应力集中状态。因此,在进行含螺栓夹持的层压板机械连接结构孔边层间强度设计时,也要考虑螺栓头边缘的层间剪切应力集中问题,以提高复合材料结构的安全性。