通用飞机复合材料翼尖结构强度分析

目的针对一种通用飞机机翼翼尖结构进行有限元建模,对结构存在大开口的下蒙皮维修口盖处的强度进行分析,并对结构参数进行优化.方法基于机翼翼尖结构模型通过PATRAN进行有限元模型建立、网格划分以及加载边界条件,并使用NASTRAN对模型进行分析计算,得出的数据再配以公式主要针对下蒙皮结构的Tsai-Wu失效准则进行分析,得出结果并对结构参数进行优化.结果结果表明:计算结果下蒙皮口盖存在局部应力值过高,其Tsai-Wu的最大失效指数为1.87;利用经典层合板理论进行优化后翼尖下蒙皮临界失效指数为0.821,应力水平明显降低满足设计要求.结论通过翼尖结构数模使用PATRAN建立机翼翼尖的有限元模型,并通过有限元分析得出的结果对结构设计进行优化,为结构设计优化提供了数据支撑,同时减少了相关的结构试验.     

飞机结构强度试验中拉压垫加载技术研究

随着飞机结构中新结构、新材料的大量应用,飞机结构强度试验对无损检测、加载速率提出了很高的要求。传统加载方式如胶布带、卡板等难以满足试验要求,因此,提出了一种采用拉压垫进行结构强度试验加载的方法。首先根据双向加载的要求对拉压垫结构进行了针对性设计,然后研究了拉压垫的材料选择、拉压垫制作和粘贴工艺规程的制定、拉压垫疲劳老化性能,并采用拉压垫加载技术进行了试验验证和实际应用。实际应用结果证明:结构强度试验中,采用拉压垫加载技术能够准确、高效的完成多加载节点拉压双向载荷的施加,便于结构的无损检测,能够显著的缩短试验准备周期,加快试验加载速率。     

飞机结构强度试验中声源定位技术的研究与验证

针对飞机结构强度试验中飞机结构损伤位置定位困难这一问题,采用基于时差(time difference of arrival,TDOA)的定位方法,比较了最小二乘法和最优化方法的定位精度;并对影响定位精度的因素进行了分析讨论。然后采用十六元八边形声阵列建立了定位系统,在试验现场对机翼盒段的敲击声进行定位。结果表明声阵列能够消除混响及低频噪声的影响,具有良好的定位精度,适用于飞机结构强度试验。     

飞机结构强度试验异常声源信号提取方法研究*

针对飞机结构强度试验环境复杂的特点,进行了飞机结构异常声源信号提取方法研究。采用经验模态分解方法进行声源降噪处理,通过Teager能量算子加短时过零率的双参数双门限法,进行带噪信号的端点检测,形成了一套飞机结构强度试验异常声源信号提取方法。通过提取复材板断裂和铆钉断裂等飞机真实结构的异常声源信号,对该方法进行了验证。结果表明,该方法能够在含背景噪声的信号中准确提取飞机结构异常声源信号,适用于飞机结构强度试验复杂环境中的异常声源信号提取。同时,为实现飞机结构异常声源快速定位和声源特征辨识奠定了技术基础。     

飞机结构静强度试验屈曲检测系统设计实现

全机结构危险部位的实时判断与筛选一直是结构强度验证过程中非常棘手的问题之一,屈曲部位的识别与判断作为飞机结构静力试验中的一项重要监测指标,决定着现场试验人员对试验全局的掌控程度。针对飞机结构静强度试验中,试验风险越来越难以把控,不可预期的结构失效状况时有发生等问题,为了准确高效地实现对结构屈曲部位的识别,设计实现了屈曲实时检测系统,该系统基于定时器技术实现采集数据的实时获取,基于非线性度完成屈曲部位判断,最后分别通过二维与三维方式对屈曲部位进行可视化显示。系统在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。     

飞机结构效能的综合设计

依据武器系统效能的定义对飞机结构效能进行了定义,并分析了影响因素及相互关系。在此基础上,选定了飞机结构的效能模型,对飞机结构效能综合设计的内涵进行了分析,简述了飞机结构可用性设计、可信性设计、固有能力设计及效费综合特性设计的基本内容。     

基于飞机结构装配的紧固件连接设计研究

飞机整体结构是通过飞机大部件装配而成,其中大部件的装配又是成千上万的紧固件连接起来的效果,飞机结构装配的紧固件连接设计是飞机结构设计的重要组成部分,关系到飞机的质量,飞行员与乘客的安全,是设计员在结构设计中重点关注的部分。飞机结构设计中的紧固件连接设计包括固定连接与活动连接两种,也就是狭义上所说的铆接与螺接。该文浅谈飞机结构装配中紧固件连接设计研究,以供交流。     

谈谈飞机结构的抗疲劳细节设计

本文根据本人飞机结构设计中的具体经验,介绍了影响飞机结构细节的抗疲劳性主要影响因素,重点阐述了飞机结构细节的抗疲劳设计方法和具体实例,希望能给广大的飞机结构设计人员带来一些帮助。     

多裂纹结构剩余强度的均匀设计研究

多部位损伤会造成工程结构剩余强度的大幅下降。为了更好地探索不同因素对工程结构剩余强度的影响能力,以均匀设计的实验设计和有限元分析方法,探索了连通距离、宽度和深度等三个因素对于结构剩余强度的影响,并用非线性拟合得到经验公式。研究结果表明:连通距离在10~20 mm范围内,剩余强度与连通距离成线性关系,在裂纹宽度10 mm、裂纹深度0.75 mm、连通距离从10 mm增大到20 mm时,剩余强度从352.8 MPa增加到388.6 MPa;剩余强度与裂纹宽度在5~10mm的范围内成线性关系,在连通距离20 mm、裂纹深度0.75 mm、裂纹宽度从5 mm增加到10 mm的过程中,剩余强度从360.8 MPa增加到388.6 MPa;剩余强度与裂纹深度成四次多项式关系,裂纹深度从0.25 mm增加到0.75 mm的过程中,剩余强度的降幅大于40 MPa,其影响能力明显大于前两者。研究结果对于工程结构剩余强度的评估提供了有价值的参考。     

水陆两栖飞机结构强度试验中的水载荷模拟方法

水陆两栖飞机结构强度试验中需要合理地模拟机身船体结构所受的水载荷。围绕水载荷特点和加载要求,建立了曲面加载垫力学模型,着重分析了曲面加载接触面载荷分布情况,结果显示:当加载面曲率较大或者加载过程中结构变形较大时需要选用弹性变形适应能力较强的材料制作加载垫,且需要对加载垫进行曲面修形处理。根据分析结果设计了弹性体夹层式水载荷加载方法,并通过有限元分析和试验的方法验证了力学模型和加载方法的可行性。     

运河漕舫首部结构强度设计

采用直接设计法对运河漕舫的首部结构进行了强度设计.在给出该船体首部结构的设计载荷为波浪冲击载荷与静水压力载荷的基础上,采用有限元方法对该漕舫进行了结构以及载荷模拟,并根据有限元计算结果对船体首部结构提出了加强方案.研究结果对运河漕舫首部结构设计提供了理论依据及设计参考,对该船体结构航行的安全性具有重要的理论意义.     

飞机结构振动疲劳问题研究

本文简要阐明了飞机结构的动态即噪声和振动疲劳问题,并介绍美国军用规范关于动态疲劳的规定,对我国开展飞机结构振动疲劳问题的研究提出看法和建议。     

翼身融合飞机结构研究

主要研究了翼身融合飞机结构受力,讨论了BWB结构与传统飞机结构最主要的区别,提出了一种新的BWB非圆形截面结构.通过计算分析,比较了圆形截面、矩形截面以及混合型截面三种不同结构受力.计算结果表明,在满足重量限制的条件下,混合型结构是一种高效的非圆柱BWB结构.该结构减小了结构所承受的弯曲应力,提高了BWB飞机结构的安全性.     

飞机强度试验大曲率弧形曲面结构加载技术及其应用

飞机结构中,大曲率弧形曲面结构是一类重要的结构部件,如机翼前缘、缝翼、整流罩等.在飞机结构强度试验中,针对此类结构加载的研究较少,现有加载方式难以满足试验拉压双向载荷加载要求.因此,提出一种采用新型胶布带拉压垫—杠杆系统的加载技术,采用特殊设计的胶布带形式,适应大曲率弧形曲面结构特点,并通过仿真计算研究填充橡胶块厚度对...     

飞机结构强度试验中碳纤维增强树脂基复合材料无损检测技术

新型飞机大量使用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)作为结构用材,为确定CFRP结构强度试验后的最终损伤状态,必须制定相应的无损检测方案与损伤评定方法。针对强度试验后CFRP工件表面粘接物对检测效率的影响、变厚度弧形CFRP结构原位检测损伤识别以及CFRP结构冲击损伤定量基准波选取等关键技术,结合强度试验中无损检测的特点,采用现场检测典型信号分析的方法,提出了CFRP结构强度试验中的无损检测方案和损伤评定方法,最后通过实验验证了检测方案和评定方法的有效性。     

飞机结构静强度试验虚拟显示中的CAE图形可视化关键技术

近年来,虚拟显示作为飞机结构静强度虚拟试验中的重要功能之一,在航空结构试验领域获得了广泛应用,促进了虚实融合试验新模式的发展。系统梳理了当前航空虚拟试验中的关键问题,基于自主CAE图形引擎SABRE.visual,从试验数据实时监控处理、三维云图快速绘制、试验应变片快速定位及关联显示及支持多镜头的用户界面设计等4个方面总结了在虚拟显示领域的关键技术探索,形成了一款虚拟显示软件,具备试验应变数据三维云图实时显示和试验应变片快速定位及关联显示功能,并在航空型号试验现场进行了应用,结果表明效果显著。     

工程结构强度可靠性研究

本文提出了一种结构强度可靠性分析的新方法,并研制了结构强度可靠度计算通用程序。该程序采用数值积分法和蒙特卡罗模拟法两种方法计算可靠度R,并可计算可靠度的置信下限。利用该程序对一个实例进行了计算。     

桁架结构强度计算研究

分别采用轴力杆单元、弯曲-轴力梁单元和三维实体单元的有限元法对桁架结构进行静力分析.计算结果表明:采用轴力杆单元和采用梁单元的轴向应力接近,采用实体单元节点处的最大等效应力远高于杆单元模型和梁单元模型的应力,采用实体模型的位移大于杆单元和梁单元的位移;理想桁架中应力为零的杆件,用梁单元和实体单元计算应力并不为零;桁杆两端和节点存在应力集中,等效应力数值远大于杆件的应力.理想桁架的计算方法的杆件轴向应力虽然计算精度较高,但是不能反映节点的应力集中,桁架的强度计算应该考虑节点的应力集中.文中研究结果可以用于井架及电塔结构的强度设计.     

飞机外蒙皮上非受力结构有限元模型设计浅析

飞机外蒙皮上的非受力结构具有这样的特性,既要向飞机传适本身的气动载荷,又不参与飞机整体受力.所以为该类结构建立有限元模型时,要综合考虑上述两个因素,以免出现有限元局部模型失真的情况.本文根据实际工作中所碰到的一些特殊问题,总结出该类结构的有限元模拟方法.     

结构强度分析、结构优化设计方法在汽车设计中的应用

本文简要论述了有限元结构强度分析以及结构优化设计的基本概念、方法,结合实例介绍了结构强度分析以及结构优化设计方法在汽车设计中的应用,指出这两种方法是将计算机应用于汽车设计的重要内容,对于提高汽车设计水平、提高设计质量、提高经济效益具有重要的意义.