飞机驾驶舱操纵系统动力学建模与分析

随着现代飞机设计逐渐向精细化发展,在设计初始阶段就应该充分考虑系统内非线性因素的影响,建立飞机驾驶舱操纵系统的数学模型并进行预先仿真分析。针对飞机驾驶舱俯仰操纵通道,采用等效动态模型法建立了系统的非线性动力学模型,详细研究了摩擦、间隙对系统响应的影响。数值仿真结果表明,摩擦对系统响应的稳定时间、相位、幅值均影响显著,影响着操纵面对驾驶舱输入的响应;间隙使左、右驾驶杆的响应出现明显差异,影响着左、右驾驶杆位移传感器信号的比较判断。该模型可用于飞机驾驶舱操纵系统的性能预测和优化设计,具有重要的参考意义。

基于弹簧质量模型的复合材料螺接修理载荷传递计算方法

复合材料螺接修理具有操作简便,对连接件表面处理的要求不高,施工快速、性能可靠等优点,在复合材料的临时修理、尤其是战伤修理中应用较为广泛。然而其修理设计过程较为复杂,难以满足工程快速定参的需要。在螺接接头弹簧质量模型的基础上,针对蒙皮和补片等宽的情况,提出了一种复合材料螺接修理结构载荷传递比例计算方法。通过引入载荷按刚度分配的原则对模型进行修正,将模型进一步推广到蒙皮宽度大于补片宽度的情况。然后讨论了模型中不同弹簧刚度的计算方法。给出了采用细观力学方法以及均匀化方法等计算含损伤蒙皮等效刚度的计算方法,推导得到了规则排列多列螺栓连接中各排螺栓等效刚度的计算方法,并证明该刚度满足叠加原理。最后,以含圆形损伤孔的复合材料蒙皮板的螺接修理问题为例,对模型进行了考核,并与有限元法(FEM)预测结果进行了对比。结果表明:模型预测结果与有限元结果吻合较好,预测误差最大为7.7%。采用该模型可以高效、准确地实现复合材料螺接修理的分析设计。

复合材料热传导系数均匀化计算的实现方法

均匀化理论可以有效预测周期性结构复合材料的等效热传导系数,然而其控制方程的载荷项形式特殊,通用有限元软件中没有对应的载荷形式,难以直接求解。提出一种本构关系及场变量的类比方法,证明了在此类比下等效热传导系数均匀化方程与等效弹性模量均匀化方程是等价的。根据求解等效弹性模量均匀化方程的热应变法,提出一种新的等效热传导系数均匀化方程数值求解方法。以ABAQUS为平台,预测单向纤维复合材料以及金属蜂窝夹芯板的等效热传导系数,计算结果与参考值吻合良好。该方法为基于通用有限元软件的复合材料等效热传导系数的均匀化计算提供了简便途径。