基于有限元法的飞机前起落架防摆刚度设计

飞机在起飞和着陆滑跑过程中受到外界干扰时,若前起落架结构防摆刚度不足,极易发生摆振现象,而出现安全隐患.利用有限单元法建立了飞机前起落架结构的三维数值分析模型,对飞机前起落架在不同压缩状态下的侧向与扭转刚度设计进行了快速分析,验证了其防摆设计的符合性,分析结果可为后续的起落架摆振试验提供了参考数据.

基于自动丝束铺放技术的复合材料进气道结构设计及试验验证

某型号飞机采用S形进气道,形状复杂,且对刚度、装配、内表面质量及重量要求很高,需要设计一个满足所需的进气道结构。采用复合材料整体成型结构设计,结合自动丝束铺放技术,详细叙述进气道结构设计研制方案及实施方法,并对其进行有限元理论分析及试验验证,结果表明:进气道结构满足强度及刚度要求;自动丝束铺放技术可以有效应用于变截面S形进气道研制。研究结果可对研制其他复杂形状飞机进气道提供依据。

一种机动飞行条件下的飞机整体油箱流固耦合分析方法

为了校核飞机机动飞行条件下整体油箱的结构强度以及密封性能,基于ABAQUS和STAR-CCM+仿真分析工具,探索了一种机动飞行条件下的飞机整体油箱流固耦合数值仿真分析方法,完成了某型飞机机身整体油箱的流固耦合分析,并采用SPH方法对比验证了仿真分析计算结果的准确性.

系统工程在飞机设计上的应用与实践

随着系统工程方法论的发展,飞机设计开始由逆向工程实现到正向工程的转变,以某型飞机设计为研究对象,比较基于模型的系统工程(MBSE)研发模式与现行研发模式的区别,建立了基于需求的飞机研发流程体系和文件体系;在传统V模型基础上拓展了适用于飞机设计的V&V模型,提出了MBSE的飞机设计仿真验证实施思路,从需求工程和功能逻辑建模两方面入手,验证了V&V模型中需求验证和功能验证的主要工作,保证了飞机设计在开发阶段就实现了需求与验证的同步进行,同步验证,从而降低了飞机设计风险,减少了设计反复迭代,缩短了飞机设计周期,提升了客户的满意度。

一种民用飞机结构建模方法研究与应用

民用飞机结构设计过程中,结构建模占用了设计人员大量的时间与精力,如何快速完成结构建模是提升结构设计效率的关键之一。基于CATIA二次开发技术,提出一种民用飞机结构快速建模方法。在分析总结常用民用飞机结构数模的基础上,将常用零件模型分解为典型加工特征的组合;针对每个特征,创建CATIA知识模板,并集成为结构特征模板库;采用组件应用架构(CAA)二次开发技术,设计可视化操作界面用于特征模板库调用;通过模拟减材加工过程逐个调用加工特征模板,完成结构模型创建;以下陷特征为例,对比分析传统布尔操作建模方法与本文建模方法的建模效率与质量。结果表明:本文建模方法能够显著提高结构建模效率和质量。

基于Matlab系统识别的飞机强度试验控制通道模型辨识研究

飞机强度试验主要采用液压控制,由于液压伺服系统组件较多,采用传统的理论分析的方法很难建立系统传递函数。通过测量整个系统的阶跃响应数据,利用Matlab系统识别工具箱建立控制系统ARX模型,通过判断主导极点将高阶模型近似简化成成二阶传递函数模型。Simulink仿真分析表明,模型的阶跃响应结果与实测结果相当吻合,模型残差为具有99%置信度的白噪声,建立的模型准确可靠。

多维力加载装置动力学建模及加载试验

设计了一种基于6-PUS并联机构的多维力加载装置,可对目标施加多维时变载荷。首先,根据向量叠加原理和牛顿迭代法,分别推导了加载装置的运动学逆解与正解。其次,基于旋量理论,推导加载装置的速度和静力雅可比矩阵,建立动平台与各支链的运动学和静力学映射。再次,根据虚功原理,建立加载装置的动力学模型,并且通过对比Adams和MATLAB模型的仿真结果,验证动力学模型的正确性。最后,设计并完成多维力加载试验,验证加载装置的多维力加载能力,为后续的数控机床加载试验提供新的加载手段和理论基础。

军机适航“安全性分析与评估”条款浅析及其工程实施途径探究

在当今的军机研制过程中,军方借鉴民机的适航管理方式力推适航性审查,以确保飞机的安全性水平。如何贯彻适航要求、如何将适航与安全性设计深度融合成为飞机研制单位亟待解决的问题。本文从飞机总体设计单位的角度,探究适航与安全的关系,对比适航工作与安全性工作的异同,并结合工程实际,对军用飞机研制过程中如何将适航与安全性管理、设计和评估工作有机结合、高效开展的方式方法提出了建议。有效避免了适航工作和安全性设计工作的不协调甚至相互矛盾情况的出现,可供军机承研单位参考。

复合材料层合厚板的冲击响应及分层损伤

复合材料层合结构是飞机的主要受力构件,研究其冲击响应及分层损伤非常重要。针对5 mm厚40层铺层的层合板分别进行15 J、30 J、45 J的落锤实验,研究低能量冲击的动力响应。然后进行超声C扫描检测获得各界面的分层损伤情况,以分析分层损伤在面内及厚度方向上的分布特性,并在此基础上研究损伤的形成机理,对分层的分布特性进行解释。据此,可对层合板界面分层损伤进行预测,使其得以在实际工程中评估剩余强度以保证构件安全,同时也将有助于层合板的结构优化设计。

基于广义马尔可夫过程的多部件并联可修复系统稳态可用度分析

基于广义马尔可夫过程的可修复系统可用度解析表达式求解较难。因此,值得探索,本文所研究的并联可修复系统由n个同型部件构成,且部件平均故障间隔时间分布服从指数分布,故障后修复时间分布服从一般连续型分布。运用补充变量法,建立基于广义马尔可夫过程的可修复系统可用度计算模型,得到系统的偏微分-积分方程组,经过拉普拉斯变换,得到系统可用度稳态解析表达式。

公务机乘客视觉操纵与微环境舒适性工效设计研究

目的建立公务机乘客视觉、操纵、微环境相关的舒适性工效设计准则。方法基于运输类飞机适航条款CCAR/FAR/CS25部等,研究与舒适性相关的工效影响因素并提出相应的人机工效设计要求。分析某型公务机客舱显示器、舷窗、照明、站姿/坐姿/控制面板、微环境等舒适性设计效果。结果视觉、操纵、微环境的设计准则优化了公务机客舱的舒适性效果。结论研究的视觉、操纵、微环境舒适性准则为公务机客舱工效设计提供了技术支持,提高了公务机市场竞争力。

无人机结构健康监测系统设计

为了对无人机的结构健康状态进行实时监测与评估,以某型无人机为研究对象,提出了一种基于多参量的结构健康监测系统设计的方法。通过在飞机机体结构的关键部位布置不同类型的传感器,对结构的应力应变、振动等信息进行监测,同时对飞机重要区域进行视频监视。通过系统集成测试,结构实测应力均小于材料破坏应力,对飞机结构强度未产生影响;结构过载延续时间为毫秒量级并迅速衰减,对飞机结构未造成损伤;视频摄像头进行实时监视。由此实现了对无人机的结构健康状态监测,并通过可视化界面对参数信息进行了显示,为结构的安全性评估提供基础。

天翼1无人机电动化改造可行性分析

电动飞机在国内外通用航空领域蓬勃发展,并影响着未来航空的发展方向。利用电推进技术对无人机进行电动化改造,能提高无人机的安全性、可靠性和维修性,降低使用成本。以天翼1无人机为电动化改造对象,提出电动化改造方案,详细计算分析电推进系统中电动机和锂电池组的主要参数,并从无人机的重量重心、性能以及电推进系统的安装方式等方面分析改造的可行性,并提出后续改造实施中需注意的问题。结果表明:天翼1无人机电动化改造基本可行。

基于鲁棒控制理论的上肢康复机器人系统研究

针对现实中康复训练的运动特性和机器人的固有属性,设计了两自由度的上肢康复机器人的鲁棒控制器。该控制器能够使得机器人带动偏瘫患者按照给定的轨迹进行精准的轨迹跟踪,包括肘关节的外屈/伸和腕关节的俯/仰,与此同时还能够保证对于有界的建模误差保持误差一致终值有界,且当机器人动力学模型误差为零时系统的跟踪误差为零,使机器人系统具有较强的鲁棒稳定性和鲁棒性。仿真结果表明,鲁棒控制策略可以使系统的跟踪误差在一定条件下趋向于零,具有良好的控制效果。

带预紧力连接结构的计算与优化分析

梳状对接结构通过受拉紧螺栓连接并传递载荷,采用有限元网格分割和overclosure tying连接方式模拟结构预紧力的影响,并应用拉丁超立方试验设计方法和Kringing代理模型技术对梳状对接接头螺栓槽尺寸参数优化,根据优化结果对结构进行了改进设计,使其材料分布更为合理,减轻了结构重量,并运用材料非线性接触应力算法进行强度校核,验证了结构的可靠性.

基于机翼静气弹变形对缝翼噪声的影响仿真研究

机翼在飞行过程中会受到静气弹作用而发生变形.为研究机翼结构在进场过程中的受力变形分布,以及变形结构对缝翼远场噪声的影响,采用单向流固耦合的方法研究了带缝翼半机翼模型在气动力作用下的静气弹变形,并分析了变形结构对缝翼远场噪声的影响.结果表明:机翼在静气弹作用下会产生扭转及位移变形,该变形在一定程度上会影响缝翼远场噪声.

含复合材料铠装层的非粘结柔性立管轴向抗拉强度分析

以复合材料替换非粘结柔性立管的抗拉铠装层的钢材条带是实现超深水油气开发对管道轻量化、高强度要求的有效途径。采用细观力学分析方法获得了复合材料条带的各向异性材料参数,基于厚壁圆筒理论与弯曲梁微分方程,结合循环迭代算法建立了含复合材料铠装层的非粘结柔性立管在轴对称载荷作用下结构响应计算模型。基于钢的双线性本构、复合材料等强度分析方法得到了不同材料非粘结柔性立管的失效分析模型。算例结果显示,复合材料铠装层能有效提升立管的抗拉强度,纤维的体积分数、弹性模量和强度,是影响复合材料非粘结柔性立管刚度、抗拉强度的重要参数。

一种整体式进气道—滑油箱结构分析

滑油箱的主要用途是储存滑油,起散热、分离滑油介质中的空气以及沉淀滑油介质中杂质的作用.将滑油箱系统、进气道系统和冷却系统设计成一个整体式结构,利用进气道高速气流带走滑油温度,解决了某机型发动机的供油、散热和润滑问题.这种整体式结构不仅可以满足发动机润滑及冷却要求,而且能够明显地减小滑油散热器体积和重量.