基于Optistruct的安装支架优化设计方法

本文主要介绍了一种直升机加改装使用的安装支架的拓扑优化设计方法。方法以刚度位移为约束条件,质量最小为目标,利用Optistruct对支架进行拓扑优化设计,并对设计完成的安装支架进行强度校核。通过与原始结构的比较,表明该方法实现了结构轻量化设计。     

航空电子设备安装支架的刚度与频率优化设计

航空电子设备用于飞行中的数据采集,通常使用安装支架固定于机头雷达罩,研究安装支架的刚度和一阶频率性能,避免设备支架在飞行过程中出现塑性变形和共振现象,对提高飞行稳定性具有重要的工程意义。在惯性载荷下对安装支架进行静强度和模态分析,采用一种灵敏度分析方法确定安装支架的设计变量,以结构总质量最小为优化目标,在保证安装支架的刚度和一阶模态性能的前提下对支架各个构件的厚度进行优化设计,并对优化后的安装支架结构进行振动试验。结果表明：优化后的安装支架结构刚度基本保持不变,一阶频率提高了18.09%,质量减少了19.33%,改进设计满足设备安装要求。     

飞机机头气动补偿空速管的设计

针对某飞机需要在机头配置空速管的设计要求,提出了采用机头气动补偿空速管的设计方法并给出了设计思路.通过数值计算得到了该飞机的机头位置误差,由此给出了一种气动补偿空速管外形;对给出的空速管的气动补偿特性进行了计算,并通过风洞试验对比验证了模型和数值计算方法的正确性,得到了该空速管的补偿曲线和补偿区的最佳静压开孔位置;在此...     

某军用车载显控设备支架的优化设计分析

通过对某军用车载显控设备安装支架的现有结构进行模态分析和车载环境的随机振动(Power Spectral Density,PSD)分析,结合服役要求,采用以增加原材料厚度与局部进行形状优化(压槽及折边)相结合的措施对现有结构进行了优化设计。对比支架优化前后的结果可知,优化后的支架可有效地提高支架的强度,同时也降低了结构的加速度响应值,对支架的工程设计有一定的指导作用。     

大气系统校准的基准空速管法

针对国际适航认证（FAR25）及300m垂直间距空中交通管制（RVSM）等对大气系统校准提出的高精度参考基准要求,提出了直观的标准空速管法,通过对初步试验结果的分析,发现了直接校准的缺陷和偏差根源。提出了“飞行检定”观点,改进了校准原理、观测模型和数据处理方法,建立了基准空速管法。实际飞行试验及误差分析讨论,表明该方法可满足相关领域的严格要求。     

气动补偿空速管高速风洞试验技术研究

为了在FL－21风洞中标定气动补偿空速管，有必要分析试验数据的精准度要求。对流场特性测量与分析、试验方法改进、试验标模系统的建立等方面的研究，提高了气动补偿空速管的试验测量精度和稳定性，为气 动补偿空速管用于飞机／导弹的测高测速系统改造和设计提供了可靠的依据。     

水冷式燃气集装置设计及应用

介绍了水冷式燃气采集装置的结构组成,重点介绍了采集器和安装架的结构设计及采集器的载荷计算和强度校核,并介绍了水冷却系统,引气系统及水冷式燃气采集装置在发动机台架试车中的应用情况。最后依据设计,安装调试和应用验证给出结论。在某发动机十多次的台架试验应用中,都成功地采集到供气体分析的燃气,从而获得一些水冷式气体采集／测量的经验。     

水冷式燃气采集装置设计及应用

介绍了水冷式燃气采集装置的结构组成,重点介绍了采集器和安装架的结构设计及采集器的载荷计算和强度校核,并介绍了水冷却系统、引气系统及水冷式燃气采集装置在发动机台架试车中的应用情况.最后依据设计、安装调试和应用验证给出结论.在某发动机十多次的台架试验应用中,都成功地采集到供气体分析的燃气,从而获得一些水冷式气体采集/测量的经验.     

基于结构优化方法的气瓶支架轻量化设计

针对某卫星平台气瓶支架材料利用率低且生产与装配工艺复杂的问题,基于结构优化与分析方法设计了一种轻量化且构型简单的金属材料气瓶支架。首先,通过分析气瓶装配关系及其相关的载荷与边界条件,确定支架结构的设计空间,基于变密度法寻找支撑结构中最佳传力路径;其次,创建支架基本几何模型并利用尺寸优化技术得到最佳的结构特征尺寸;再次,形成详细的结构设计方案并进行支架刚度、强度与稳定性等多种力学性能分析;最后,通过模态试验测试支架的实际刚度性能,试验测试结果与预测结果吻合较好,验证了力学分析的准确性以及设计方案的合理性。应用该方法设计的支架实现了17%的结构减重,新方案不但满足气瓶支撑系统星上使用要求,而且简化了支架生产与装配工艺,为同类结构设计提供了一种有效的技术途径。     

电缆密封结构的有限元分析

针对新型电缆密封结构的密封挡板、密封结构板、橡胶密封板及其连接螺栓建立了有限元模型,考虑了几何、边界及材料非线性因素,计算了模型在螺栓预紧力和气压作用下电缆密封结构的应力和变形,校核该结构的强度是否满足设计要求。结果表明,密封结构的局部出现屈服,需更换更高强度的材料;密封结构密封性能良好,密封性能试验验证了计算结果的合理性。     

可调式总压耙设计及应用

为了满足大、中涵道比发动机进气畸变测量中对总压耙的装配容差性和抗疲劳性要求，减小支杆与安装座的装配应力， 设计了可调式总压耙。采用Workbench 软件对可调式总压耙进行了静强度、动强度校核。结果显示：总压耙应力安全系数为11，挠 度为0.051%，安全储备系数满足使用要求；在发动机工作频率范围内对可调式总压耙根部应力集中区进行动应力测量。结果表明： 无共振和应力过载。总压耙振动测量数据符合强度校核试验标准，满足进气畸变使用需求。     

多工况载荷下航空发动机支架拓扑优化设计

将基于变密度法的拓扑优化技术引入到航空发动机外部支撑结构(例如附件支架)设计中,以多工况下的总柔度为目标函数,以体积为约束函数对某发动机支架进行基于拓扑优化的结构设计。根据发动机机匣与附件的相对位置关系建立支架初始模型,开展发动机外部支架结构受力分析研究,建立了基于多工况载荷下拓扑优化和考虑强度影响的尺寸优化相结合的发动机外部支撑结构设计方法,并对最终支架结构进行强度、振动、外廓性校核评估。结果表明：最终模型最大应力出现在工况3情况下,最大主应力为345 MPa低于材料疲劳极限;支架的第1阶固有频率在发动机最高转速频率的125倍以上。采用该方法对某发动机外部支撑结构进行拓扑优化设计,在满足强度、振动和外廓要求的前提下,最终模型质量仅为初始模型的73%。基于多工况的优化结果更符合发动机实际工作需求,该方法研究具有工程应用前景。     

直升机复合材料夹层结构边用轻质高刚性SynCore胶膜应用验证研究

随着复合材料夹层结构在直升机上应用越来越广泛,其结构边设计极为重要,既要满足零件连接和气动外形设计要求,又要尽可能地实现轻量化设计目标。本文设计了典型层压板元组件试验件,通过试验与理论相结合的方法,对SynCore胶膜材料进行了应用验证研究。结果表明：HC 9823.1 K20 aero胶膜的元组件试验数据稳定可靠,用挤压强度44.8MPa可作为直升机复合材料夹层结构设计与强度校核的参考依据     

某型飞机发动机安装架强度分析

某型飞机在换装新型大功率发动机后,对其发动机安装架也进行了相应的改进设计。本文就改进设计后的发动机安装架建立了有限元模型,并对其进行了载荷分析和强度校核。结果表明,该型飞机发动机安装架改进设计合理,改进后强度能满足使用要求。     

跨声速L型气动补偿空速管有限元解

本文应用有限元法求解跨声速流中带有斜支架的任意型面空速管(L型空速管)的压强分布,控制方程为全速位方程,来流可具有迎角。本文方法为设计气动补偿空速管提供一种有效手段,能大量节省方案筛选的风洞实验工作量。对典型型号的计算结果与风洞实验数据的比较表明本文方法是有效的。     

重载四旋翼无人机结构优化设计与强度计算

多旋翼无人机结构设计是无人机研制的重要环节,结构优化设计方法是保证无人机安全飞行、提高无人机性能的关键。根据重载四旋翼无人机性能要求,设计一款最大有效载荷10kg、可折叠、质量轻、强度高的四旋翼无人机。建立无人机结构有限元模型,基于实际工况对机臂及中心板进行静力及屈曲分析;对机臂及中心板的铺层方案进行优化,校核结构强度、刚度和稳定性;并搭建无人机静力测试平台,完成重载四旋翼无人机结构静力加载试验。结果表明:相对结构初始铺层方案,机臂减重43%,中心板减重35%,全机结构累计减重560g;试验测点的应变值与分析值相对误差小于15%,验证了无人机有限元模型和优化设计方案的可靠性。     

攻角传感器的安装与校准

提出了攻角传感器的最佳安装选位条件、安装要求和典型的安装结构，重点阐述了攻角传感器的校准问题。为了校准，必须进行攻角试飞，以探求攻角修正值的规律。攻角试飞的测试基准，选用装在机头空速管支杆上的风标式攻角传感器，并以表速为参量，对攻角试飞数据进行处理。这种处理攻角试飞数据的模式有其独特之处，应用于L8型飞机，效果良好。     

航空发动机滑油箱支架断裂故障分析

针对某型航空发动机整机试车过程中多次发生的滑油箱支架断裂故障,对支架故障件进行了断口分析、装配状态结构位移测量、强度分析、振动应力分析,结果表明：由于滑油箱支架是双吊耳悬臂结构,在对滑油箱箍带施加拧紧力矩过程中,滑油箱支架双吊耳会产生明显的不协调变形,导致支架单侧吊耳由于偏载承受了较大的附加装配应力,随发动机工作时支架单侧吊耳综合应力增大,从而在吊耳应力集中位置发生高周疲劳断裂。通过将支架结构改为跨安装边的桥型连接结构,并用带球头螺母的双头螺杆将其与箍带进行连接,在滑油箱安装过程中保证支撑结构具有一定的长度和角度补偿能力,经强度分析、振动应力测量和发动机长久试车验证,滑油箱支架未再发生相同故障,表明改进方案可靠有效。     

基于PATRAN二次开发的强度校核程序及工程应用

强度校核是飞机设计过程中的一个重要环节,但多数校核过程仍停留在手工阶段,为此,我们在MSC-PATRAN平台上,开发了一个交互式强度校核界面,在总体结构应力分析的基础上,利用校核部位的各种细节数据、校核软件和PATRAN图形显示,完成了飞机纵向结构的强度校核,实现了结构总体建模分析、细节建模强度评估和结果显示一体化。     

基于进气道前段平台的天线罩结构设计

针对某型飞机需要加装测向天线,优化发动机短舱前段结构,以便更好对进入唇口的气流进行整流。通过设计复合材料天线罩,给出了天线罩在发动机短舱前段的装配形式,并对天线罩结构进行了强度校核、连接强度分析及疲劳强度分析,验证得出天线罩满足设计要求。研究结果为小曲率口盖和大曲率天线罩类结构的快修快卸和一体化设计提供了思路。