基于纤维金属加筋民机壁板的压缩强度预测模型

基于力矩分配法,研究了受轴压载荷下纤维金属加筋民机壁板的屈曲分析理论,分析计算了该民机壁板的压缩强度,并提出了一个民机壁板后屈曲极限强度的理论预测模型。通过与民机纤维金属加筋壁板压缩强度破坏试验结果对比,发现模型理论预测值与试验值吻合较好,偏差为3.01%,所建强度预测模型的精准性得到查验。此外,利用有限元方法分析了纤维金属加筋民机壁板的屈曲及后屈曲承载能力,模拟了壁板的应力集中区和失效过程,结果表明该壁板出现局部屈曲后拥有理想的后屈曲受载能力。本研究能为加筋民机壁板构型的材料选取、工艺性能的提升及预测纤维金属民机加筋壁板压缩强度值提供一定理论依据及试验数据,并可在民机预研设计阶段替代壁板大型结构件压缩试验,减少预研试验的成本与周期。

低气压下民航客机机舱壁板材料的热解动力学

航空运输环境为低气压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。为了探究低环境压力下民航客机机舱壁板材料的热解特性,利用热重分析仪对其热解特性进行研究。选取空客某型飞机玻璃纤维/酚醛树脂夹层板结构壁板材料(A壁板)和玻璃纤维/酚醛树脂层压板结构壁板材料(B壁板)作为研究对象,分别在四川广汉(96 kPa)和四川康定(61 kPa)进行研究。结果表明:随着压力的降低和升温速率的升高,A壁板、B壁板热分解反应的初始反应温度、终止反应温度及最大质量损失速率温度均略向高温方向移动。在15℃/min升温速率下,A壁板的上下树脂基面板由两个热解阶段组成,芳纶蜂窝芯只有一个热解阶段,且树脂基面板的初始分解温度约182℃,明显小于芳纶蜂窝芯分解温度413℃;B壁板热解分为两个阶段,初始热解温度约258℃。采用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa(FWO)法、Starink法和KAS法进行热解动力学分析,FWO法、Starink法和KAS法得到的表观活化能相近,低压下A壁板、B壁板表观活化能相对于常压下分别提高了大约10.4%和28.5%。而且96 kPa环境下A壁板和B壁板的化学反应速率大约是61 kPa环境下的1.9倍和1.2倍。

民用飞机复合材料机身壁板装配协调形性调控技术研究

为了更好地满足飞机安全性、经济性、舒适性和环保性的需求,以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的轻质高强先进材料在新一代大型客机机体结构中得到了大量应用。复合材料机身壁板具有不同于传统金属材料机身壁板的装配工艺特点,因此,其对装配协调提出了新的要求。首先,概述了飞机复合材料机身壁板的制造工艺,分析了复合材料机身壁板装配协调技术现状与面临的问题。其次,探讨了适用于复合材料壁板的装配协调方法,并提出了一种面向复合材料机身壁板装配力形协同控制的全主动驱动柔性装配协调方法。最后,通过仿真和物理实验验证了该方法的有效性,实现了复合材料机身壁板力形协同优化控制。

低压环境下玻璃纤维/酚醛树脂燃烧特性

火灾事故严重威胁飞机的安全运行。航空运输环境为低压环境,低气压会对火灾的发生发展产生重大影响。民用运输飞机的壁板材料均为复合材料,美国联邦航空管理局和中国民航局均要求实验验证其防火特性。该文选取空客某型飞机夹芯结构壁板材料(A壁板)和层压型壁板材料(B壁板)作为研究对象。A壁板由上下层树脂基面板、中间层芳纶蜂窝芯和胶黏剂组成,B壁板为树脂基玻璃纤维增强层压板。分别在四川康定(61 kPa)和广汉(96 kPa)研究其隔热性能、点燃时间、质量损失和烟气特性。结果表明:A壁板隔热性能在低压下下降约26.0%,B壁板隔热性能几乎不受压强影响,A壁板隔热性能明显优于B壁板;压强通过影响对流热损失和临界质量通量影响点燃时间,A壁板点燃时间在低压下缩短16%,B壁板点燃时间受压强影响较小;压强影响燃烧速率,A、B壁板质量损失率和质量损失速率在低压下均有降低;在不同气压环境下2种壁板O_(2)最大消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值对应时间基本一致,低压环境下O_(2)消耗量、CO和CO_(2)产生量峰值均高于常压环境。该文初步研究了气压对壁板材料燃烧特性的影响,可为机舱防火救援等提供理论参考。

酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料热解机理与燃烧特性研究

民机内饰壁板主要采用酚醛树脂/玻璃纤维夹层结构材料,利用热重分析仪探究国产某型客机内部壁板材料,在不同升温速率下的影响规律,利用锥形量热仪探究其在不同热辐射强度下的燃烧特性。结果表明:随着升温速率的提高,初始热解温度和终止热解温度均逐渐升高,热失重速率随升温速率的提高而减小。酚醛树脂/玻璃纤维材料面板的热稳定性强于蜂窝芯。壁板材料热释放速率曲线出现2个峰,分别为蜂窝芯的燃烧和酚醛树脂的燃烧。热辐射强度从30 kW/m^(2)增至50 kW/m^(2)时,蜂窝芯燃烧的峰值从20.33 kW/m^(2)增至43.52 kW/m^(2),酚醛树脂燃烧的峰值从3.28 kW/m^(2)增至47.36 kW/m^(2),且峰值提升较显著。燃烧过程中O_(2)消耗量、CO和CO_(2)生成量均有所升高。