民用飞机耳片结构参数化设计方法研究 被引量：1

1

作者 马大卫 《航空工程进展》 CSCD 2022年第2期122-128,共7页

耳片/螺栓类结构在现代民用飞机结构设计中应用广泛,其常规正向设计思路为结构设计在先,强度分析在后,存在迭代计算繁冗,耗时长且人为计算易出错等问题。以逆向设计为指导思想,以铝合金(7075-T6)耳片为例,建立耳片典型承载能力、耳片性... 耳片/螺栓类结构在现代民用飞机结构设计中应用广泛,其常规正向设计思路为结构设计在先,强度分析在后,存在迭代计算繁冗,耗时长且人为计算易出错等问题。以逆向设计为指导思想,以铝合金(7075-T6)耳片为例,建立耳片典型承载能力、耳片性能参数与耳片结构参数之间的关联方程;通过设计变量法,给出一套参数化设计方法,并通过MATLAB开发可视化程序进行实例求解。结果表明:参数化设计方法可以实现以需求—结果模式为导向的耳片自动化设计,得到了满意的设计结果,在给定耳片受载条件及目标需求的情况下,能够实现耳片相关参数的迅速求解,大幅提高设计效率。 展开更多

关键词 耳片结构 铝合金 设计变量 参数化 自动化设计

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民用飞机发动机吊挂应急断离设计研究 被引量：1

2

作者 陈海欢 李泽江 陈少凯 《航空工程进展》 CSCD 2023年第1期114-120,共7页

发动机吊挂应急断离是民用飞机设计的关键核心技术之一,国外相关技术难以获取,国内以理论研究和提出主要思路为主,与工程实现存在差距。基于此,从适航标准入手,研究吊挂、保险销和机翼三者的应急断离设计载荷大小的关系,通过场景分析,... 发动机吊挂应急断离是民用飞机设计的关键核心技术之一,国外相关技术难以获取,国内以理论研究和提出主要思路为主,与工程实现存在差距。基于此,从适航标准入手,研究吊挂、保险销和机翼三者的应急断离设计载荷大小的关系,通过场景分析,研究界面结构强度计算的载荷确定方法。结果表明:吊挂应急断离设计仅需单独考虑发动机主载荷向上或主载荷向后工况,合理给定吊挂、保险销和机翼结构三者的应急断离设计载荷大小关系可有效降低结构重量;机翼/吊挂界面载荷方向则必须结合结构细节做具体的应急断离场景分析。 展开更多

关键词 吊挂 应急断离 保险销 载荷 场景分析 适航

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民用飞机水上迫降数值仿真方法研究进展 被引量：2

3

作者 罗文莉 陈书涌 陈保兴 《航空工程进展》 CSCD 2022年第5期14-27,共14页

水上迫降是飞机设计时必须要考虑的一种应急着陆场景,总结水上迫降研究领域的数值仿真方法,能够为民用飞机设计中的水上迫降分析提供支撑。本文综述了国内外在民用飞机水上迫降数值仿真方法上的研究进展,主要包括面元法、有限体积法、... 水上迫降是飞机设计时必须要考虑的一种应急着陆场景,总结水上迫降研究领域的数值仿真方法,能够为民用飞机设计中的水上迫降分析提供支撑。本文综述了国内外在民用飞机水上迫降数值仿真方法上的研究进展,主要包括面元法、有限体积法、光滑粒子水动力学法和有限元法;对这些方法的基本原理、发展过程和应用情况进行了归纳总结,对不同方法的适用性和优劣性进行了对比分析;通过对水上迫降数值仿真方法的分析,对数值仿真方法未来的研究方向提出了建议。 展开更多

关键词 民用飞机 水上迫降 数值仿真 入水冲击 流固耦合

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民用飞机顺气流襟翼机构故障工况动力学仿真研究 被引量：1

4

作者 冯蕴雯 何智宇 +2 位作者 唐家强 薛小锋 汪艳秋 《航空工程进展》 CSCD 2023年第4期85-93,共9页

民用飞机顺气流襟翼一般由空间复杂多铰机构驱动,按照适航条款CCAR25.671的要求需开展典型故障下的机构特性研究。构建机构运动数字样机,采用RBE2单元将刚性多铰机构铰链点关联至柔性襟翼本体,建立襟翼机构刚柔耦合动力学模型;在巡航、... 民用飞机顺气流襟翼一般由空间复杂多铰机构驱动,按照适航条款CCAR25.671的要求需开展典型故障下的机构特性研究。构建机构运动数字样机,采用RBE2单元将刚性多铰机构铰链点关联至柔性襟翼本体,建立襟翼机构刚柔耦合动力学模型;在巡航、起飞、着陆三种气动载荷工况下,采用调节铰链摩擦系数和设置单侧驱动失效的方法分别模拟铰链卡滞和操纵系统单侧失效两种典型故障,并分析驱动力矩和铰链点载荷的变化规律。结果表明:铰链卡死时,内侧驱动连杆耳片发生拉伸破坏;内侧驱动失效时,外侧摇臂铰链点径向载荷提升明显,在实际中应重点关注该类襟翼外侧摇臂中关节轴承的径向和轴向承载能力,避免外侧机构出现单独操纵的情况,同时需要对整个驱动系统增加扭矩保护。 展开更多

关键词 增升装置 刚柔耦合 动力学仿真 故障模拟

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基于CFD的民用飞机水上迫降动力学仿真研究 被引量：2

5

作者 罗文莉 陈皓宇 《力学与实践》 北大核心 2022年第2期293-302,共10页

针对民用飞机水上迫降动态冲击问题,采用数值仿真方法进行了研究。基于计算流体力学采用雷诺平均N–S方程求解,结合流体体积模型和全流场运动网格捕捉水-气交界面,求解六自由度方程获得飞机的位置和姿态。采用该方法研究了尾吊-高平尾... 针对民用飞机水上迫降动态冲击问题,采用数值仿真方法进行了研究。基于计算流体力学采用雷诺平均N–S方程求解,结合流体体积模型和全流场运动网格捕捉水-气交界面,求解六自由度方程获得飞机的位置和姿态。采用该方法研究了尾吊-高平尾布局飞机的水上迫降过程。结果表明,该方法可以较好地模拟水上迫降的运动和受力,入水早期飞机受到较大水冲击载荷,后体吸力使得飞机抬头,之后随着速度降低吸力减小,飞机逐渐低头并趋于稳定。 展开更多

关键词 民用飞机 水上迫降 计算流体力学 水冲击载荷

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民用飞机翼身对接斜撑板结构分析

6

作者 汤平 刘婷 张明星 《航空工程进展》 CSCD 2019年第2期212-220,共9页

斜撑板结构可以充分发挥分散载荷和降低区域应力水平的作用。对不同机型的斜撑板结构的传力特性进行分析,总结斜撑板结构的设计要点。并以某机型选用斜撑板结构的设计为例,提出一种斜撑板结构的改进方案(斜撑板侧边和后梁框刚性连接、... 斜撑板结构可以充分发挥分散载荷和降低区域应力水平的作用。对不同机型的斜撑板结构的传力特性进行分析,总结斜撑板结构的设计要点。并以某机型选用斜撑板结构的设计为例,提出一种斜撑板结构的改进方案(斜撑板侧边和后梁框刚性连接、下边和对接带板充分连接),并与其他两种设计方案进行对比分析。结果表明:改进方案的斜撑板结构翼上区和舱上区的剪应力分别降低了19%和23%,后梁框的集中载荷降低了67%,结构效率更高、稳定性更好。 展开更多

关键词 对接结构 后梁 斜撑板 起落架舱 应力分布

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民用飞机全机静力试验前机身工况配平载荷设计

7

作者 袁强飞 《航空工程进展》 CSCD 2023年第3期171-177,共7页

民用飞机全机静力试验中加载方案复杂,为了简化试验加载数量,传统的配平方案主要保证考核区的加载准确性,而将非考核区的载荷简化到若干加载点上。通过试验数据发现传统的配平方法对飞机机身这种薄壁结构,非考核区的配平对考核区影响较... 民用飞机全机静力试验中加载方案复杂,为了简化试验加载数量,传统的配平方案主要保证考核区的加载准确性,而将非考核区的载荷简化到若干加载点上。通过试验数据发现传统的配平方法对飞机机身这种薄壁结构,非考核区的配平对考核区影响较大,即使非考核区距离考核区很远;以某飞机前机身严重工况为例,基于飞机全机有限元模型,研究静力试验的载荷配平方案;通过对比分析态载荷与传统试验态配平载荷方案下的内力解,对传统全机静力试验载荷配平方案进行优化。结果表明:优化后的试验态内力解与分析态内力解基本吻合;对于飞机机身薄壁结构,圣维南原理并不适用,全机静力试验的载荷配平要与真实工况受力情况吻合,才能达到试验验证目的。 展开更多

关键词 民用飞机 全机 静力试验 配平载荷

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民用飞机舱门界面间隙设计方法

8

作者 吕雄飞 张文斌 袁强飞 《航空工程进展》 CSCD 2023年第4期94-100,共7页

民用飞机舱门和门框通过界面零件之间的面—面接触传递载荷,零件间隙影响着各传载路径中的载荷分配,对飞行安全至关重要。然而,已有研究中缺少界面零件间隙及其对载荷分配的影响,工程中也缺乏舱门界面间隙的设计方法。以某型飞机的非传... 民用飞机舱门和门框通过界面零件之间的面—面接触传递载荷,零件间隙影响着各传载路径中的载荷分配,对飞行安全至关重要。然而,已有研究中缺少界面零件间隙及其对载荷分配的影响,工程中也缺乏舱门界面间隙的设计方法。以某型飞机的非传载式舱门为研究对象,提出舱门界面间隙的设计方法,其实质为基于间隙随机性的蒙特卡洛模拟法。采用线性间隙法模拟界面间隙,利用直接矩阵输入法优化求解效率,建立舱门—门框的精细网格模型,分析界面间隙随机性对舱门和门框间载荷分配的影响。本文给出界面间隙的设计基准和数学描述方法,最终得到具有95%可靠度的界面间隙设计值,为舱门界面间隙设计提供理论依据。 展开更多

关键词 民用飞机舱门 止动块 导向槽 界面间隙 蒙特卡洛模拟

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铰链式下垂前缘机构设计与动力学仿真研究 被引量：3

9

作者 冯蕴雯 蔡昂 +2 位作者 何智宇 周颖 薛小锋 《航空工程进展》 CSCD 2022年第1期93-100,共8页

下垂前缘是一种结构简单的增升装置,能够有效降低气动噪声,减小机构的运动空间,已被应用于A380和A350XW。为了实现下垂前缘按照给定要求定轴转动,需要设计一种机构型式,因此提出一种基于四连杆形式的铰链式下垂前缘机构的设计方法。根... 下垂前缘是一种结构简单的增升装置,能够有效降低气动噪声,减小机构的运动空间,已被应用于A380和A350XW。为了实现下垂前缘按照给定要求定轴转动,需要设计一种机构型式,因此提出一种基于四连杆形式的铰链式下垂前缘机构的设计方法。根据设计输入要求建立下垂前缘机构的线架模型,并对该机构进行运动学和刚柔耦合动力学仿真,得到机构运动过程中角度变化参数和该机构运动过程中的驱动力矩和铰链点载荷。结果表明:随着驱动臂匀速转动,铰链式下垂前缘能够平稳下偏26°;两个驱动平面的最大驱动力矩的比值接近3∶2,且侧撑杆的设置使驱动处的横向受载得到了改善,该机构型式设计合理,为现代民用飞机设计提供了参考依据。 展开更多

关键词 下垂前缘 铰链式机构 机构设计 动力学仿真

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民用飞机控制律对偏航机动载荷影响分析 被引量：3

10

作者 阮文斌 张智 《航空工程进展》 CSCD 2020年第6期900-906,共7页

飞机机动过程中方向舵快速大幅偏转会使方向舵和垂尾上产生较大气动载荷并传递到后机身,导致驾驶员来回往复蹬舵造成安全事故。针对CCAR-25部25.351条规定的偏航机动情况及CS-25部25.353规定的偏航机动新条款——方向舵往复偏转,本文首... 飞机机动过程中方向舵快速大幅偏转会使方向舵和垂尾上产生较大气动载荷并传递到后机身,导致驾驶员来回往复蹬舵造成安全事故。针对CCAR-25部25.351条规定的偏航机动情况及CS-25部25.353规定的偏航机动新条款——方向舵往复偏转,本文首先对两种偏航机动条款分别进行分析;然后考虑控制律进行偏航机动情况机动仿真计算;最后通过比较分析飞机响应运动参数及垂尾载荷计算结果,并分析控制律对偏航机动载荷的影响。结果表明:对于偏航机动,考虑控制律后飞机的响应幅度有所缓减,导致垂尾载荷有所降低;对于偏航机动新条款,由于方向舵反向偏转导致侧滑角贡献和方向舵偏度贡献垂尾载荷两者叠加,从而导致垂尾载荷大幅增加;P-Beta控制律有效降低了方向舵往复偏转的垂尾载荷。 展开更多

关键词 偏航机动 方向舵往复偏转 控制律 垂尾载荷 机动仿真

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一种基于随机优化算法的民用飞机突风动载荷重建方法

11

作者 肖宇 《航空工程进展》 CSCD 2023年第3期61-68,107,共9页

民用飞机突风载荷的准确重建对于飞行安全具有十分重要的意义。基于随机优化算法,提出一种突风动载荷重建方法。首先,基于频域气弹耦合方程,建立一个突风动载荷时域分析模型;其次,引入HicksHenne型函数进行突风速度场的参数化建模,在此... 民用飞机突风载荷的准确重建对于飞行安全具有十分重要的意义。基于随机优化算法,提出一种突风动载荷重建方法。首先,基于频域气弹耦合方程,建立一个突风动载荷时域分析模型;其次,引入HicksHenne型函数进行突风速度场的参数化建模,在此基础上,基于随机优化算法对各型函数参数进行迭代寻优,使得优化目标值与测量值一致,得到重建后的突风速度及对应的动态响应及载荷;最后,以GTA模型经历1-cos形状突风为例进行数值仿真。结果表明:本文提出的突风动载荷重建方法可有效实现突风速度场的识别,进而完成突风动载荷的重建;针对本文算例,过载最大误差为3.5%,载荷最大误差不超过1%。 展开更多

关键词 随机优化 Hicks-Henne型函数 突风 动载荷 重建

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金属机身飞机框间距及截面参数分析

12

作者 马骏 《航空工程进展》 CSCD 2019年第2期206-211,共6页

目前,大部分设计参考书目中对于机身隔框间距都是以经验值20 in作为说明,对于框距值的确定原因以及影响因素未作详细的分析。通过以隔框间距参数为设计变量,以机身强度和机身局部稳定性为设计约束,并以机身重量为目标函数对隔框间距值... 目前,大部分设计参考书目中对于机身隔框间距都是以经验值20 in作为说明,对于框距值的确定原因以及影响因素未作详细的分析。通过以隔框间距参数为设计变量,以机身强度和机身局部稳定性为设计约束,并以机身重量为目标函数对隔框间距值的确定进行研究,给出一种隔框框距值的确定方法,并通过实例计算验证150座级飞机框间距20 in的经验值;同时利用有限元分析(FEA)和试验设计(DOE)方法对飞机普通隔框的截面形式进行结构参数分析,分析隔框各个设计参数对蒙皮应力水平的影响大小,给出150座级飞机隔框截面参数可行域。结果表明:本文分析计算值与一般150座级飞机的隔框间距设计经验值20 in (508 mm)相比,结果吻合很好;采用有限元分析,腹板高度设计为80～95 mm,内缘条宽度和外缘宽度条设计为15 mm;采用DOE分析,隔框外缘条宽度应大于内缘条宽度。 展开更多

关键词 金属机身 隔框间距 隔框截面 FEA DOE

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复合材料机身帽型长桁加筋壁板压缩屈曲及失效特性研究 被引量：3

13

作者 李真 程立平 《航空工程进展》 CSCD 2021年第4期123-130,共8页

大型客机机身壁板材料现已广泛采用碳纤维复合材料,研究壁板的屈曲及失效特性对提高结构设计效率具有重要的意义。采用工程分析、有限元分析和试验三种方法研究压缩载荷下复合材料机身帽型加筋壁板的屈曲载荷、失效载荷和失效模式;通过... 大型客机机身壁板材料现已广泛采用碳纤维复合材料,研究壁板的屈曲及失效特性对提高结构设计效率具有重要的意义。采用工程分析、有限元分析和试验三种方法研究压缩载荷下复合材料机身帽型加筋壁板的屈曲载荷、失效载荷和失效模式;通过工程方法和有限元方法研究压缩载荷下壁板的屈曲形式和载荷,采用Von Karman法修正的柱失稳方法研究壁板在压缩载荷下的承载能力;依靠先进的机身壁板多轴载荷试验系统完成3 m×2 m机身壁板的压缩载荷试验、压缩充压复合载荷试验,验证并完善工程和有限元分析方法。结果表明:屈曲分析时需要对工程分析和有限元方法进行修正,失效分析时采用修正的柱失稳方法的分析结果比试验结果略保守。 展开更多

关键词 复合材料 机身壁板 帽型长桁 压缩载荷 稳定性

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机翼油箱口盖的抗冲击性能研究进展

14

作者 蔡玄龙 彭国辉 +2 位作者 张兆峰 李小慧 康亦杰 《航空工程进展》 CSCD 2023年第6期29-36,共8页

机翼油箱口盖与其周围的机翼外板共同构成飞机气动外形的一部分,飞机在服役过程中,油箱口盖无法避免地会遭受外物的撞击,确保油箱口盖的抗冲击性能对保证飞机安全性具有重要的意义。本文从适航法规要求、常用材料和结构形式、考核方法... 机翼油箱口盖与其周围的机翼外板共同构成飞机气动外形的一部分,飞机在服役过程中,油箱口盖无法避免地会遭受外物的撞击,确保油箱口盖的抗冲击性能对保证飞机安全性具有重要的意义。本文从适航法规要求、常用材料和结构形式、考核方法与评价3个方面系统地介绍了机翼油箱口盖抗冲击性能的研究进展,总结了目前的研究结论,并对未来机翼油箱口盖的发展进行了展望,可为后续新型口盖的设计和制造提供一定的理论和技术参考。 展开更多

关键词 机翼油箱口盖 适航法规 抗冲击性能 研究进展

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基于隐蔽故障和多失效模式耦合的应急门安全性分析 被引量：1

15

作者 朱铮铮 徐锦锦 +1 位作者 丁鸿飞 韩頔 《航空工程进展》 CSCD 2021年第5期139-144,共6页

民用飞机翼上应急门具有特殊性,故障存在一定的隐蔽性,因此合理地分析其安全性尤为重要。本文明确应急门隐蔽故障的评估和选取方式,在底事件失效概率的求解过程中引入隐蔽故障暴露时间,建立应急门空中意外打开故障树;将常规构建的“公... 民用飞机翼上应急门具有特殊性,故障存在一定的隐蔽性,因此合理地分析其安全性尤为重要。本文明确应急门隐蔽故障的评估和选取方式,在底事件失效概率的求解过程中引入隐蔽故障暴露时间,建立应急门空中意外打开故障树;将常规构建的“公差累积导致闩轴运动不到位”底事件考虑成由公差累积和结构磨损共同作用导致的闩轴运动不到位问题,细化故障树底事件建模技术,开展安全性分析,并对故障树细化前后可靠性分析结果进行对比。结果表明:细化后的故障树更符合工程实际,应急门可靠性分析结果更准确。 展开更多

关键词 隐蔽故障 应急门 安全性 多失效模式 可靠性

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