飞机载荷校准试验主动约束技术

在研究以往飞机载荷校准试验支持和约束方式的基础上,结合某型飞机结构特点,提出一种载荷校准主动约束方法。对主动约束方法和传统的起落架方法飞机载荷校准进行受力分析,建立了2种约束方法的理论模型;设计2种约束方法的机翼载荷校准对比试验,并提出主动约束载荷校准试验实施流程;结合某型飞机机翼载荷校准试验和飞行试验对主动约束方法进行了验证。结果表明:与传统的起落架约束方法相比,主动约束方法能有效解决有起落架布置的翼身整体结构机翼根部载荷测量难题,并将机翼载荷校准试验量级提高41%,机翼载荷模型误差可控制在3%以内。

飞机载荷谱实测数据并行统计处理算法

针对飞机载荷谱数以万亿计的实测数据,为了提高统计处理运行效率,提出了飞机载荷谱实测数据处理的并行算法。本文对载荷谱实测数据处理模型进行了多级并行化分析,在此基础上论述了粗粒度、中粒度、细粒度级并行处理方式,建立了两种并行处理算法——基于机型数据流的粗粒度与中粒度并行数据处理算法和基于某起落数据流的中粒度与细粒度并行数据处理算法。在小规模对称多处理器(Symmetrical multi-processors,SMP)集群运算平台下进行比较测试表明,可大幅地提高载荷谱数据处理运行效率,在8核运算环境下,最高能获得5.82的加速比,为飞机载荷谱实测数据处理研究领域进行大规模科学计算和提高数据处理效率提供了新的技术途径。

六自由度静定支持与约束技术在飞机载荷校准试验中的应用

在研究以往飞机载荷校准试验时非静定支持与约束方式的基础上,首次提出了飞机六自由度静定支持与约束方法;根据载荷校准试验得到的飞机受力分析结果,对飞机起落架支持与约束载荷进行了分解和简化,建立了飞机六自由度静定支持与约束工程模型;结合某型飞机的载荷校准试验对该方法进行了试验验证,结果表明:采用该方法可实现对飞机约束载荷的理论计算和实时监控,保证了飞机机翼等复杂结构部件在高载校准工况下试验过程的安全、可控;使飞机机翼的试验载荷量级提高到了限制载荷的43%,机翼载荷建模精度可控制在3%以内。

试验设计在飞机载荷谱飞行实测中的应用

飞机载荷谱飞行实测对确定飞机实际使用寿命、改进飞机结构设计有着非常重要的作用。本文通过试飞方案设计和飞机重心法向过载概率分布确定两部分工作,证明了将试验设计应用到受多重因素影响的飞机载荷谱飞行实测中的合理性、可行性和必要性,最终在同时保证安全性和经济性的前提下实现了优化试飞架次的目标,为未来的新机试飞提供了一条新的方法和途径。

基于VC++的飞机载荷谱数据可视化技术

针对飞机载荷谱实测数据存储、管理、分析和处理不同机型异构数据的需要,提出了基于VC++的数据可视化处理方法,将具体应用划分为底层数据层、中间语言层和顶层用户端的3层结构模型,阐述了对应结构模型可视化处理的关键技术,即通用数据接口技术、虚拟仿真技术和并行计算技术。开发了系统原型,满足飞机载荷谱实测数据处理的需要,并已成功应用于战斗类飞机、运输类飞机和歼击机等机种飞行实测。实践证明利用数据可视化技术搭建的应用程序提高了数据处理效率,保证数据有效性,为根据载荷谱进行飞机结构定寿和延寿提供了科学有效的辅助分析工具。

大型飞机载荷计算中的气动弹性修正方法

1.引言气动弹性对机翼的载荷分布有重要影响,特别是对于后掠机翼而言,机翼在外载荷作用下,扭转及弯曲都将造成机翼顺流迎角沿展向分布的改变。对于直机翼,弯曲并不会造成迎角分布的改变,但扭转仍然会改变迎角分布。

基于试验设计和核密度估计的飞机结构载荷概率分布确定

可靠性设计准则能够定量考核各种随机因素影响,能使飞机结构的安全性和经济性趋于最优,因此建立相应验证方法以预计结构发生有害变形和破坏的概率具有重要的理论价值和工程意义。考虑到载荷概率分布确定是可靠性设计准则试验验证的核心工作,该文以某型飞机起落架载荷谱实测为例,利用试验设计(DOE)完成试飞方案设计,选取匹配样本数据之后,采用核密度估计(KDE)得到载荷概率密度函数和概率分布函数,并通过K-S检验完成拟合度和正确性验证。结果表明,试验设计能以较少的试飞架次模拟飞机结构的实际受载情况;核密度估计可有效解决小子样实测样本数据量不足的问题,为后续其他复杂不规则分布的拟合提供有益的参考和借鉴。

一种基于RIA结构的飞机载荷谱数据库系统设计方法

针对基于Web方式处理飞机载荷谱实测数据及载荷谱编制过程中结构化和非结构化数据共存、客户端实测数据处理能力弱和大量网络数据传输量等问题,提出了基于富互联网应用程序(RIA)体系的数据层、业务逻辑层、表示层和客户端软件层的4层结构资源管理模型,利用ASP.NET技术构建飞机载荷谱数据库系统,客户端软件层通过自定义协议向服务器发送请求并获取处理实测数据,构成了富客户端,增强了客户端浏览器对试验数据的处理能力,使飞机载荷谱实测数据管理与处理方式由单主机方式或基于局域网共享方式转变为基于Web方式的实测数据和相关资源的管理与共享,为飞机机构定寿、延寿和设计工作提供科学依据。

虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用

为了准确分析飞机着陆过程中的飞机地面载荷,将虚拟样机技术应用到飞机动力学仿真分析中,基于ADAMS软件对飞机地面载荷进行分析计算.首先在ADAMS/Aircraft下建立全机仿真模型,然后利用全机仿真模型进行飞机地面载荷仿真计算,最后分析不同着陆参数和机身刚度特性对飞机地面载荷的影响,并通过实例计算可以看出相对于传统方法而言,虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用能提高飞机地面载荷计算的计算效率和准确性,也使得分析过程更加直观和方便.

飞机机翼载荷校准试验的有限元仿真方法

飞机机翼载荷校准试验是飞机载荷验证试飞的关键工作之一,校准结果的精度及有效性主要取决于试验方案设计的合理性。为了对其开展仿真研究,研究了对机翼载荷校准试验进行有限元仿真的方法,实现了建立有限元仿真模型、设计"虚拟"应变电桥和施加"虚拟"校准载荷等关键技术。以此对某机翼载荷校准试验进行了仿真,将仿真结果和试验结果进行了对比,评价和分析了仿真结果。应用结果表明,方法具有令人满意的精度和可行性。

飞机谱载荷下裂纹扩展的三维约束效应

研究裂纹端部三维应力约束、塑性约束和位移约束等对谱载疲劳裂纹扩展的影响。用适于三维应力状态的修正条带屈服模型 ( Modified Strip Yield Model)计算与裂纹扩展有关的三维约束因子。利用所得约束因子的理论解改进 NASA多年来发展的 FASTRAN-II寿命预测软件 ,使其避免了依赖经验确定的约束因子进行寿命预测的局限 ,仅利用一组常幅疲劳裂纹扩展数据和材料的常规机械性能便可预测飞机谱载下的裂纹扩展寿命。对多种谱型、应力水平、过载比和材料的组合情况进行了分析 ,预测寿命与试验结果吻合很好 。

凹坑路面条件下飞机地面牵引载荷的仿真分析

为了保证飞机地面牵引的安全性,运用虚拟样机技术模拟牵引系统经过地面凹坑时飞机牵引载荷的变化,有效的预测飞机经过加油管地沟时拖把与飞机连接处牵引载荷和前起落架下阻力臂载荷的变化。基于Catia和Adams软件,建立了拖车-飞机系统模型,结合Boeing737-800的实际数据进行仿真分析实验。仿真实验表明拖把与飞机连接处牵引载荷和前起落架下阻力臂的受力载荷一般随着地面凹坑宽度、高度和牵引速度的增大而增大,且经过加油管地沟第二个边缘比第一个边缘时下阻力臂与缓冲支柱连接处的载荷变化较大。

基于改进支持向量机回归的非线性飞机结构载荷模型建模

为进行飞机结构载荷安全监控并为飞机结构疲劳寿命评估积累相关数据,需建立与飞行参数相关的飞机结构载荷模型。针对飞机结构载荷与飞行参数之间的非线性关系,采用改进停机准则的SMO算法及粒子群模型参数优化算法对支持向量机回归方法进行改进,并通过飞行动力学理论分析结合皮尔逊相关系数的方法对参与建模的飞行参数进行选取。以飞机跨声速俯仰机动为例,建立机翼某一测载剖面结构剪力模型,并对该建模方法进行仿真验证。结果表明:采用改进支持向量机回归方法所建立模型精度优于原始支持向量机回归方法建立的模型,即采用改进支持向量机回归方法可提高建模精度及泛化能力。

飞机结构载荷测量虚拟电桥应变计算方法

在应变法飞机结构载荷测量中,应变电桥在飞机结构上的布置方式是载荷准确测量的关键影响因素,但随新结构及新材料在飞机设计制造中的应用,采用飞行器结构力学方法对受载结构定性分析以确定应变电桥布置方案的方法难以满足载荷高效精准测量的要求。针对该问题,基于空间应变理论及有限元仿真方法提出了虚拟电桥应变计算方法,在飞机结构有限元模型上构建虚拟电桥,通过虚拟电桥应变响应对其进行受载响应特性评估,以保证真实条件下以该方式布置的电桥可准确反映待测载荷。采用该方法对某起落架结构载荷测量电桥进行计算,与试验结果对比表明,该方法计算结果准确,可为应变改装提供有效量化依据,提升载荷测量精度及效率。

飞机水载荷测试中的承力地板施工技术

飞机水载荷测试中的承力地板是飞机水载荷测试的基础,对耐磨、耐压、平整度要求极高。结合某机场通航车间飞机水载荷测试承力地板施工,对飞机水载荷测试承力地板与地轨的加工和安装质量控制要点进行阐述,旨在为类似工程提供经验借鉴。

基于虚拟标定试验的翼身交点载荷方程研究

本文重点研究了基于虚拟标定试验的翼身交点载荷方程及应用情况。通过建立虚拟标定试验样机,布置虚拟应变电桥,进行虚拟标定试验,得到翼身交点虚拟标定载荷方程。利用某型飞机地面简易标定试验结果,对虚拟标定载荷方程进行修正,获得该型飞机单机翼身交点载荷方程,并利用地面试验数据进行校验。由此方法获得的单机翼身交点载荷方程可用于单机载荷历程监控,并为结构故障预测与健康管理(SPHM)寿命预测提供满足精度要求的载荷输入条件。

特性材料拦阻系统设计所需的起落架限制载荷确定方法

在特性材料拦阻系统(EMAS)设计中,飞机起落架的安全性既是飞机安全性的重要标志之一,亦是产生拦阻力的重要保障。起落架限制载荷是评估起落架安全与否的重要参数。这些参数因起落架型号不同而异,且掌握在飞机制造商手中,不对外公布。根据我国民用航空规章25部中有关牵引载荷、滑行刹车等条款,以及飞机的机场规划手册建立了飞机起落架限制载荷计算方法;并将该方法计算的限制值与参考文献的限制值进行了对比。该方法可以计算飞机起落架的水平和垂直载荷限制值。该方法已经成功地应用于2011年12月我国进行的一系列EMAS真机验证试验。结果表明该方法能够满足飞机在EMAS中起落架安全性评估的要求。

单机结构疲劳分散系数研究

目前国内各机型在确定寿命时,所选取的分散系数主要考虑两部分,一是单机在结构材料与制造质量上的差异;二是单机在飞行载荷历程上的差异。由于单机寿命监控管理方法的引入,使得飞机的载荷历程是确定的。因此按单机寿命监控方法管理的飞机,在选取分散系数时,只需考虑在结构材料和制造质量上的分散。文中通过对单机结构疲劳分散系数的选取方法进行系统论述,并结合实测飞参数据对某系列飞机单机疲劳载荷分散性进行研究,为该系列飞机合理选取分散系数提供依据。

含填充弹性地基双层道面板有限元分析及参数影响研究

针对机场道面修复问题,建立了一种飞机载荷-盖层-道面-含填充地基的力学模型。其中飞机载荷采用主起落架多轮载荷,盖层与道面采用Mindlin厚板理论。在此基础上,建立了问题的有限元求解格式,分别对道面板在飞机单轮和多轮载荷情况下进行了有限元数值分析,有关数值结果与实验结果吻合较好。最后研究了盖层厚度、填充半径对位移、应力的影响规律。

运输类飞机弹性体和刚体离散突风动载荷比较分析

各类适航规范都要求在突风动响应载荷计算中考虑飞机弹性模态的影响,而弹性体和相应的刚体飞机的突风动响应载荷计算之间存在着紧密的联系。为了研究这2种计算方法间的区别和联系,首先对突风载荷计算理论基础进行了分析,然后结合某型常规布局飞机载荷计算数据在数值结果方面进行了进一步的比较分析。分析结果表明,对此常规布局飞机而言,弹性体飞机突风动响应载荷主要表现为刚体模态响应载荷和弹性体模态响应载荷的线性叠加,广义气动力矩阵中刚体模态和弹性模态耦合的存在不会引起太大的畸变;弹性模态对惯性载荷影响较大,而对总气动力载荷的影响则较小。