基于线模型的复合材料飞机接地网建模与仿真

飞机接地网承担着提供电流返回路径、雷电防护、电磁屏蔽等重要功能,是影响飞机安全稳定运行的重要因素之一。相比于传统飞机的金属机身,飞机机体中复合材料的大量使用,已经使得飞机复合材料区域内的接地网结构发生了改变。为了能够准确量化分析复合材料飞机接地网内的电流分布,通过使用线模型等效代替复杂的接地网结构元件,并基于该线模型搭建了复合材料飞机接地网结构。通过在该结构上注入电流,分析电流频率、蒙皮与接地网结构间的连接材料对接地网结构上电流分配的影响。仿真结果表明,对于大型复合材料飞机接地网结构,在一定频率之前,接地网结构上的电流分配受制于电阻效应,当频率超过一定限值时,接地网结构上的阻抗会大于复合材料蒙皮阻抗,电流分配受制于电感效应。     

飞机复合材料结构对雷击附着点的影响

为了确定使用复合材料结构的飞机雷击特性,采用基于传输线矩阵法的数值仿真技术对飞机的雷击附着特性展开研究。以波音777飞机为例,依据SAE-ARP5416和国内相关标准规定的雷击附着点试验方法,对其进行了全尺寸建模仿真,得到了复合材料在不同设置条件下飞机表面感应电场强度大小及雷击附着点分布的特点。仿真结果表明：当机身采用复合材料结构时,飞机表面的感应电场强度值降低,飞机遭雷击的概率下降;复合材料的相对介电常数增高,对飞机表面感应电场的强度值影响很小;飞机表面复合材料的电导率越高,飞机表面感应电场的强度值越大。     

超声无损检测——先进复合材料检测的新技术

 近年来,航空制造技术快速发展,先进复合材料广泛应用于现代航空飞行器的设计与制造,已经成为主要材料类型之一。在复合材料零部件的制造和使用过程中,超声检测技术是检测部件缺陷损伤并评定其安全性能的关键技术。目前,为满足大承载和高性能新机种的零部件制造需要,复合材料技术快速发展,新材料、新结构、新工艺不断出现,常规超声检测技术已经难以满足复合材料的检测要求。例如,已广泛使用的超声检测技术,难以检测型面或结构复杂的部件;部分复合材料不宜使用超声耦合剂,难以对大型飞机结构进行自动、快速检测及现场检测。因此,需要发展新的技术以满足新型飞机复合材料结构的检测要求。复杂型面检测、非接触检测、快速检测和现场检测是先进无损检测技术的发展方向。     

飞机机身截形的圆弧拟合设计方法

飞机的机身截形是不规则曲线,最大曲率半径达到5 m,在设计飞机机身蒙皮切割装置时,需要为切割装置提供导轨,但是不规则形状的导轨加工困难。为此,对飞机机身截形进行了圆弧化拟合设计,并设计了运行导轨,从而降低了导轨制造难度,保证了多段圆弧导轨之间的光滑过渡。采用新型导轨的蒙皮切割机对某型号飞机机身进行了切割,切割质量达到飞机部件对接装配的要求,实现了我国飞机机身蒙皮的切割自动化。     

飞机雷达罩复合材料产品数字化技术体系研究

该文通过分析研究飞机雷达罩复合材料产品数字化技术的结构体系,指出构建此体系主要是为了保证在数字化设计和制造等环节之间各种数据的正常流动.通过介绍雷达罩复合材料产品的数字化定义、数字化制造以及构建雷达罩复合材料产品数字化技术体系数据流等方面所需要做的工作,制定了飞机雷达罩复合材料产品数字化技术体系的总体建设方案.     

复合材料与军用飞机

何谓复合材料?简单地说它是由增强材料和基体材料经过适当的工艺处理而成的一种多相材料。例如,农民建房用稻草拌黄泥压制而成的土坯,工人修桥用的水泥、沙子和钢筋等,这些都是普通的复合材料,可见复合材料本身并不是什么新材料。随着科学技术的发展,各种高性能的复合材料被一个个开发出来,在人们的日常生活中发挥着日益重要的作用。在军事领域,如何利用复合材料的优良特性来提高武器装备的性能,已变得越来越重要,尤其是在航空方面。早期的飞机是用钢和布及木材制造的,既重又笨,战术技术性能也不高。合金铝的发明和应用,使飞机结构发生了革命性的变化,于是出现了全金属结构的飞机,飞行速度也相应提高。但飞机的重量始终是严重障碍飞机性能的发挥和提     

复合材料斜交网格机身结构

该文介绍了斜交网格结构,包括这种结构的诞生、特点和发展历史.回顾了民用飞机机身典型的结构形式,对刚架结构、硬壳式结构、半硬壳式机身结构形式作了简要介绍和分析.论述了斜交网格结构在航天和航空领域的应用情况,以及目前国际上运用复合材料斜交网格结构所取得的进展.将复合材料斜交网格结构与传统结构进行了对比分析,给出了复合材料斜交网格结构所具有的潜在结构优势.最后在对比分析的基础上,对这种结构在复合材料机身上的应用前景进行了探讨.     

制冷组件安装区域温度场分析研究及影响

现代民用科技机身结构大量的采用了复合材料,复合材料遇到高温时会变软,耐热性较差,对复合材料周围的环境温度提出了新的要求。本文以某型飞机的制冷组件安装区域进行温度场CFD计算,分析了安装区内的高温部件对机身复合材料结构的影响。为了防止机身复合材料被高温部件烫伤,在高温部件的上方安装隔热板同时进行局部通风冷却,并对相应的工况进行CFD计算对比。     

民机复合材料结构设计成本驱动研究

民用飞机的经济性是关乎其能否获得商业成功的重要因素。在民机复合材料结构工程领域,减少飞机研发及使用阶段的综合成本已成为主要的设计驱动之一。本文面向民机工程,以复合材料平尾壁板作为成本分析模型,按照不同的成型工艺及流程,量化评估了制造成本,并为平尾壁板设计的工艺选择提供成本驱动。     

机身等直段截面弯曲刚度有限元等效计算方法

飞机机身截面弯曲刚度传统计算方法是参考结构力学,计算出截面的惯性矩,从而得到截面的弯曲刚度。这种方法计算过程比较复杂,对于飞机机身这种大型结构,要得到不同机身截面的弯曲刚度,需要很大的工作量。本文介绍了一种有限元刚度等效方法计算飞机机身等直段截面弯曲刚度,并与传统的结构力学方法计算的结果进行了比较,可知这种方法简化了计算过程,计算结果也满足工程计算要求。     

我国产C919大型客机首架机开始结构总装

正2014年9月19日,大型飞机重大专项支持研制的C919大型客机首架机在中国商飞公司总装制造中心正式开始机体对接,前机身与中机身开始按照既定工艺装配流程进行对合。C919大型客机机体结构主要包含机头、前机身、中机身/中央翼、外翼、副翼、中后机身、后机身、垂尾、平尾、活动面等部段和相关部件,由中国商飞公司设计研发中心进行设计,分别由中航工业成飞、洪都、西飞、沈飞、哈飞和航天特种材料及工艺技术     

复合材料在电力工程上应用的设计原则

热固性复合材料是高分子材料的一个重要分支，也是迄今为止应用最多的一类复合材料。国际上现代热固性复合材料是应航空通讯的需要而产生的。现在几乎所有正在研制的飞机，无论是大型客机还是战斗机都已大量使用热固性复合材料，其所占结构重量百分比已成为飞机结构设计先进水平的重要标志之一。     

复合材料框承弯能力对比试验

本文通过试验的方法对比分析了传统热压罐工艺复合材料框和RTM工艺低成本复合材料框的承弯能力,通过典型试验件成本的统计的方式,比较两种成型工艺下的复合材料框制造成本。分析结果表明,RTM工艺复合材料框与热压罐工艺复合材料框相比承载能力降低21%,制造成本降低30%。热压罐工艺和RTM工艺复合材料框均可用于机身普通框结构设计。     

浅谈先进复合材料在军用无人机上的应用动向

为了适应突变加剧的信息化科技化网络化军事备战世界,各国加大了对军用无人机的研发,飞机结构逐渐出现了先进复合材料化的趋势,在无人侦探无人作战的新型军用无人机之后,先进复合材料亦将广泛运用于军用无人机的制造上,探讨研究先进复合材料在军用无人机上的应用有利于我国在飞机制造业上取得突破性的进展和跨越。本文仅以笔者自身研究为基础,简要谈论先进复合材料在军用无人机上的应用,以及复合材料带来的巨大变革对我国航空制造业带来的机遇和挑战。     

分层缺损对复合材料结构压缩强度的影响

 以碳纤维增强环氧树脂基复合材料结构为研究对象,设计了含有预埋分层缺陷复合材料层合板的典型试件及压缩试验装置,采用试验与数值模拟相结合的方法,研究了分层缺陷位置、大小对结构压缩强度的影响.研究结果表明,分层缺陷的位置会改变层合板的分层形式,且小尺寸分层缺陷对于层合板的压缩强度几乎无影响.此结论可为复合材料结构应用于飞机结构的设计和制造提供依据.     

含缺陷盒段类T型结构单元剪切失效分析

界面脱胶或弱胶接是复合材料整体化结构制造过程中出现的主要缺陷形式,对此目前还缺乏成熟的分析手段,从而严重制约了复合材料整体化结构在飞机上的应用。本文首先开展了含界面缺陷/损伤的盒段类T型结构在剪切载荷作用下的失效分析,建立了相应的失效判据和失效分析方法,研究了损伤起始和扩展的过程,以及界面缺陷类型、尺寸对结构性能的影响。最后通过人为制造不同类型和尺寸的界面缺陷试验件的试验,验证了分析方法的有效性。     

民用飞机复合材料翼面结构设计优化研究

碳纤维复合材料(CFRP)已成为民用飞机结构的主材料.特别是复合材料在机翼、尾翼结构上的应用,对于民用飞机减轻结构重量,改善飞行品质,降低维护成本,延长使用寿命等方面具有显著效果.该文面向飞机复合材料结构的工程研发,研完井总结了复合材料翼面结构设计与优化的任务、方法及流程.通过算例分析验证了方法的有效性及适用性.     

飞机起落架结构振动的非线性动力学研究现状及展望

飞机起落架是飞机地面停放、跑道滑跑、降落的过程中用于承受飞机重量、吸收撞击能量的一个关键受力部件,是为飞机提供滑行操纵和制动力的起飞着陆装置。飞机在路面滑跑时,由于跑道的不平整导致机身振动,飞机在着陆时,机身承受了来自地面的巨大冲击力,这些振动都会严重影响飞机的稳定性和安全性,降低飞行员和乘客的舒适度,甚至导致飞行事故。对飞机起落架振动的非线性动力学研究现状进行了总结,包括飞机起落架结构振动的非线性动力学行为机理、起落架冲击和垂向振动及控制、起落架摆振及控制等方面。对起落架结构振动的非线性动力学、主动及半主动控制的研究前景进行了展望。     

文化播报

<正>全球首款电力飞机亮相巴黎航展据外媒近日报道,空客公司在今年的巴黎航展上展出了全球首款电力飞机E-Fan 2.0。据悉,该飞机采用两座设计,机身采用全碳纤维复合材料,总重量只有半吨。在其31英尺(约9.4米)长的机翼上配备有锂离子聚合物电池,两部总功率为60千瓦的电动马达为飞机提供动力。E-Fan     

基于ISIGHT的复合材料机身优化设计研究

对机身等直段受气密载荷作用时蒙皮铺层的优化设计进行初步研究。将有限元软件NASTRAN求解器与遗传算法相结合,通过ISIGHT软件实现具体流程,并通过C++编程弥补ISIGHT的不足。分析得出了在气密载荷作用下,最优的机身等直段蒙皮的铺层顺序、铺层角度和层数。将优化前后复合材料机身对比,机身等值段减轻了16.2%的机身结构重量;与A320-200金属机身对比,相应机身段减轻了26.5%,提高了结构效率。该方法可实现读取初值、计算和读取结果整个过程的自动化,减少了大量计算时间。