民用飞机登机门铰链臂结构优化设计方法研究

民用飞机登机门为了满足应急逃生需求,舱门开关需平稳,不能出现明显晃动。登机门铰链臂作为舱门开关过程中的重要连接结构,刚度要求很高,同时作为多个机构的连接界面,载荷工况种类繁多。针对登机门铰链臂结构的设计,提出了较为全面的设计优化流程方法,包含设计空间的定义、载荷及约束、几何重构步骤和强度校核。结合工程经验、拓扑优化以及厚度尺寸优化,能在少量的设计迭代次数下确定铰链臂的外形及尺寸,减少了铰链臂设计周期,实现铰链臂的轻量化设计,同时结构满足强度、刚度、功能性的要求。对于设计中的关键参数的定义和设置,结合工程经验给出建议,形成的通用方法可以推广至多功能,高刚度要求结构,为类似结构的设计提供了参考模板。

基于APDL的结构拓扑优化程序开发及在C919客机舱门铰链臂设计中的应用

为使结构在相同甚至更少质量下获得更大的刚度,并让设计过程更加科学和高效,根据拓扑优化技术利用APDL对ANSYS进行二次开发,并与基准算例比较验证该程序的有效性,实现结构的轻量化设计.将所开发的程序用于C919客机舱门铰链臂结构的最小柔度设计,获得比2种原始设计方案刚度更大的轻质拓扑构型,具有一定的实际参考价值.所开发的程序具有如下优点:适用于低阶单元,极大提升计算效率;可扩展到包括实体单元在内的各种单元类型,如梁、板和壳等,有效增加结构模型的应用范围;引入并实现FILTER技术以避免使用低阶单元优化时出现棋盘格现象;具有针对拓扑优化结果的有特色的后处理模块.

基于强度和刚度优先的民机舱门铰链臂拓扑优化设计与分析

传统的飞机结构设计是基于经验的基础上,在各因素间折中、计算中迭代完成的,这样的设计手段在面对静不定结构时,效率不高。针对民机典型的舱门铰链臂零件,文中开展了基于强度和刚度的拓扑优化设计,为飞机结构设计师提供一种考虑传力路径的新的设计手段和思路,从而提高了结构承载效率、实现结构减重。

民用客机旅客登机门铰链臂结构设计研究

登机门的重量通过铰链臂传递给门框结构。由于铰链臂通常安装在门一侧,使得登机门重心总是远离铰链臂,在登机门开关过程中,铰链臂需承受较大的附加弯矩和扭矩。过大的铰链臂变形将会引起门与门框间的磕碰或过大的摩擦,从而降低门的可操作性。设计铰链臂时,不仅要考虑强度和刚度问题,同时必须综合考虑结构选材、重量、制造工艺及成本。合理的铰链臂设计,可大大提高登机门的使用性能。

基于铸造成型的民用客机登机门铰链臂拓扑优化研究

大型民用客机登机门普遍采用平移外开的运动形式,是舱门相关适航条款要求下的设计迭代和航空公司选择的结果。作为将舱门悬挂在机身结构上的铰链臂,也随着舱门设计的演进而定型。国外运用铸造的盒式结构来制造登机门铰链臂,国内由于铸造工艺限制,采用机加的桁架式结构。本文基于某型商用客机研制平台,利用计算分析确定了登机门铰链臂的载荷工况,基于铸造成型对铰链臂进行拓扑优化设计,根据优化结果针对铸造工艺进行数模完善和进一步优化,得到可用于铸造的零件数模。

60m^3铰接式对开泥驳铰链系统受力分析及优化设计

对开泥驳是一种较为先进的抛卸淤泥的驳船,广泛应用于内河航道疏浚工程中。当作业环境较为恶劣时,如果铰链臂发生破坏,会导致半体无法正常打开和闭合,不能满足作业要求且容易发生安全事故。针对一艘小型内河对开泥驳的铰链臂和甲板铰链结构受力进行了理论分析并加以改进,并采用有限元方法对改进后的铰链臂结构进行了强度计算,讨论了改进后的结构是否满足强度规范要求。结果表明:优化改进后的铰链系统受力更为合理,且在安全范围内。

基于方位特征集的飞机侧开式登机舱门开启机构变模式运动分析

登机舱门作为大型客机的一个重要部件,其运动状态和运动模式分析对于舱门功能和运动链设计至关重要。从机器人机构拓扑综合视角,首次提出将某型侧开式登机舱门开启运动机构抽象为2条SS支路与1条◇(R//R//R//R)⊥R//R支路构成的并联机构,进行了舱门及其开启机构运动关联性研究。基于并联机构方位特征集(POC)理论,分析了侧开式登机舱门开启机构拓扑尺度约束类型特征,揭示了舱门机构提升和旋转运动过程具有1个自由度且选取不同独立元素的两种运动模式,进一步发现舱门运动模式切换的几何约束条件为:铰链臂机构转动副间距与平行杆机构杆长在水平面投影尺寸相等。结合挡块限位的舱门驱动保证几何约束条件恒定,提升了舱门模式切换的确定性及开启过程的稳定性。基于方位特征集进行的侧开式登机舱门开启过程研究为飞机舱门设计提供了新思路。

某型滚装船艏门制作新工艺探讨

某型滚装船主要用途是运输车辆、人员派送,其船体内设有滚装通道,船首、尾设有跳板、艏门等。其艏门结构为一个相对独立、完整的运动部件,外形与船体首部外板线型吻合,内部结构尺寸需满足艏跳板的收放。艏门沿船中纵缝对开,分左右两扇对称布置,为钢质全焊接结构,与船体结构间通过铰链连接,其开启和关闭通过操作液压油缸完成,并带有插销、锁紧钩、上下止挡块装置、推力轴承装置等附件,确保艏门开闭安全、可靠;艏门四周设水密结构,安装密封橡皮,以确保满足船舶在航行中的安全要求。