民机吊挂保险销循环载荷下的疲劳寿命预测

<正>民用飞机的发动机吊挂应急断离技术是指飞机在应急着陆等极端情况下发动机吊挂与机翼有效断离的技术。其设计思想是将吊挂与机翼间的连接件设计成应急断离构件(保险销),通过调整吊挂各接头应急断离保险销的结构强度来控制吊挂应急断离的失效路径和断离姿态,使发动机和吊挂能够安全有效地与机翼分离,从而达到保护机翼油箱、避免燃油泄漏失火和降低乘员伤亡的目的。1992年10月4日,一架波音747-200货机在机场起飞后10 min,飞机右翼内侧发动机与吊挂、     

应急断离剪切销的双剪切破坏过程仿真研究

民用飞机吊挂应急断离剪切销需要在紧急情况下断开并使得吊挂或者发动机脱离机翼,避免飞机在紧急着陆时,吊挂结构因受到地面反弹而损坏机翼油箱,导致油箱漏油起火引发火灾。因此应急断离剪切销对于飞机紧急着陆状态下,飞机安全着陆起到了非常重要的作用。本文以不锈钢材料的应急断离剪切销为研究对象,通过试验方法对不锈钢材料的试件进行力学性能测试,根据测试结果建立了应急断离剪切销的弹塑性本构模型,依据本构模型开展了2种不同径厚比下的应急断离剪切销双剪仿真分析。分析结果表明,在双剪工况下,随着施加在剪切销上的载荷增加,应急断离剪切销上剪切应力在两侧不断增加;剪切销的内径越大,其破坏瞬间的剪切强度越大,且破坏位移越大。     

民用飞机起落架保险销设计与验证

民用飞机起落架作为飞机唯一的支撑结构，是不可或缺的飞机部件，其中主起落架通常安装在机翼上，而飞机油箱往往也是机翼结构的一部分，当主起落架系统在飞机起飞和着陆过程中因超载而损坏，其损坏模式可能会导致飞机油箱损坏，导致燃油系统溢出足够量的燃油构成起火危险，从而威胁乘客的生命财产安全，所以主起落架需要设计成应急断离结构，使得主起落架能够有序脱离机体，从而保护油箱安全。对民用飞机主起落架保险销的设计与验证进行了研究，包含保险销的结构设计，强度校核和试验验证。通过设计一种区别于起落架连接形式的试验台架并进行仿真分析得到试验台架的修正系数，来进行保险销的试验验证，然后根据试验结果对试验台架模型进行修正，最终确定保险销的结构尺寸。     

民用飞机静定和超静定吊挂与机翼连接设计研究

随着科学技术的迅速发展，我国民机事业迎来了发展的黄金期。为研究常见大型民用翼吊飞机吊挂的特点，以某型民用飞机的动力装置和机翼布置为限制条件，研究两种构型对飞机吊挂和机翼的影响。通过研究发现，静定吊挂传力路径清晰且不因某一处破坏而发生传力路径改变；超静定吊挂传力为多路传力模式，在发生一处破损后，传力路径会发生变化，载荷重新分配。通过有限元计算界面内力发现，在吊挂与机翼界面，超静定吊挂内力水平相比静定吊挂界面内力较大，对机翼局部设计影响较大。通过对比两种构型连接方式的界面传力和内力分析，为我国大型民用翼吊飞机吊挂结构的设计和研发提供参考。     

发动机吊挂与机翼连接接头强度分析与试验

飞机吊挂与机翼连接接头主要用于传递来自动力装置的载荷,是飞机结构强度设计的关键件。为了精确分析吊挂与机翼连接接头强度及应力应变分布规律,设计了一套接头强度静力试验系统,研究了接头强度有限元建模方法。以总体有限元分析得到吊挂与机翼连接接头载荷为基础,建立了接头的细节有限元模型,分析了对接头强度影响较为严重的两种工况。有限元分析结果与试验结果对比,验证了接头强度有限元建模方法合理,对民机发动机吊挂与机翼接头设计具有应用参考价值。     

民用飞机吊挂应急断离设计研究

应急断离设计是民用飞机吊挂设计的关键技术之一,从收集到的相关机型应急着陆事故论述吊挂应急断离设计的结构设计要求,分析波音公司和麦道公司的典型机型吊挂设计方案,提出了我国大型民用飞机吊挂应急断离设计方案的建议。     

翼吊式发动机安装设计综述

发动机安装是飞机总体设计中必须考虑的因素,发动机吊挂作为将发动机动力传递给飞机的结构部件,其安装设计非常重要。针对翼吊飞机的特点,介绍了发动机安装位置对飞机特性的影响,阐述了几种不同吊挂形式以及吊挂与机翼、吊挂与发动机连接形式的优缺点。分析表明：盒形梁式吊挂盒段结构、吊挂与机翼静定连接形式、吊挂与发动机主体连接形式是发动机吊挂结构的首选方案。     

机翼折叠耳片承载能力的预测与试验验证

机翼折叠耳片不仅承受整个外翼的载荷,而且要完成舰面机翼折叠功能。机翼折叠耳片的承载能力及耳片销轴配合关系对飞机机翼结构的安全性和可靠性至关重要。为研究耳片销轴在不同配合间隙、不同销轴形状下的承载特性,采用NASTRAN非线性有限元分析技术预测接头静强度承载能力,并与试验结果进行了对比验证,结果表明有限元模拟的破坏载荷与试验相当,普通间隙的柱形销轴耳片误差为4.86%,加大间隙柱形销轴耳片误差2.30%,普通间隙的锥形销轴耳片误差-1.50%。该研究为机翼折叠耳片强度设计提供了试验支持和分析方法。     

机翼盒段结构优化分析

机翼在飞机飞行过程中产生升力,是飞机能够飞行的根本保障。翼盒是机翼的主要承力部件,承受机翼上产生的所有载荷。所以翼盒的结构设计,对机翼甚至整个飞机的影响有着至关重要的作用。好的结构设计不仅能够保证机翼产生正常的气动升力,以及机翼内系统的正常运作,而且能够充分发挥材料的性能优势,减轻结构重量。因此,结构优化设计技术开始广泛被使用。总结翼盒优化的工作,包括不同的结构布局形式,不同的气动压心位置,不同的发动机吊挂位置以及翼盒不同位置的结构尺寸优化,分析影响翼盒结构设计的因素,为机翼结构的初步设计打好基础。     

民用客机应急断离结构适航符合性研究及应用

应急断离结构能显著提高民用客机应急着陆的安全性.基于应急断离结构的适航要求,对民用客机应急断离结构的完整性和功能性进行了适航符合性研究.通过分析民用客机应急断离结构在各设计阶段的主要任务,建立了应急断离结构设计的适航验证流程.基于对适航符合性理论的研究,提出了一种新的民用客机应急断离结构适航符合性实施方法,结合工程实例并利用ABAQUS二次开发技术对应急断离结构进行快速设计的方法,为民用客机应急断离结构设计提供了一种新的验证思路及实施方法.     

地面系留对直升机动力响应的影响

 建立了系留状态下直升机旋翼/机体耦合非线性动力学模型,无铰旋翼简化为当量铰刚性桨叶模型,假定机体是刚性体并受起落架和系留索的约束,系留索静态时松弛并只能承受拉力。采用数值仿真研究了系留对模型旋翼地面共振的影响,对初始扰动和旋翼转速对系统动力学行为的影响也进行了仿真研究。对于无系留的模型旋翼来说,在任何转速下没有出现不稳定现象;地面系留时系统会呈现稳定响应、极限环以及大幅值振荡等非线性动力学行为,大幅值振荡将使系留索、接头和支持结构承受破坏性动力载荷。     

民用运输机吊挂设计强度要求研究

论述了民用运输机吊挂设计强度要求,并重点阐述了以下几个方面:吊挂初步设计载荷、FBO载荷计算要求、发动机非包容性转子损坏下的适航符合性思路及离散源损伤容限剩余强度评估要求。在这几部分的阐述中,有具体的设计数据及案例,对设计工作有很好的指导作用。     

多钉连接件钉传载荷计算的一个解析方法

对多钉连接件钉传载荷的计算问题提出了一个解析分析方法,推导了求解钉载的线性代数方程组并给出了若干算例。该方法使用方便,并具有工程分析所要求的精度。     

涡轮盘销钉孔损伤容限分析新方法及其应用

本文提出温度及离心载荷作用下三维构件损伤容限分析方法。该方法采用新型双重边界元法分析温度及离心力载荷作用下的涡轮盘三维裂纹应力强度因子 (SIF) ,并结合 Paris公式及 Euler法获得涡轮盘销钉孔边裂纹扩展形状及裂纹扩展寿命 ,进而采用二次估计方法获得涡轮盘裂纹扩展寿命修正值。利用新型双重边界元法分析了销钉载荷、温度场、裂纹形状对轮盘孔边三维裂纹应力强度因子的影响 ,并对以往涡轮盘销钉孔边裂纹扩展寿命分析工程方法的近似性进行了讨论。文中算例表明采用本文方法分析复杂载荷三维裂纹扩展寿命具有效率高、建模方便的优点。     

民用飞机吊挂易燃液体排液地面试验方法研究

民用飞机吊挂易燃液体排液地面试验用于对全机防火设计中易燃液体排液设计方案进行验证,从而表明对 CCAR 25. 863、25. 1182 条款的符合性。 梳理了吊挂易燃液体排液地面试验的试验件通用实物构型检查要求,分析了针对排液路径上内外部零部件的特殊实物构型检查要求,并针对用于确认特殊实物构型检查要求的研发试验方法进行了研究。 制定了试验点选取要求,并建议在试验点规划过程中通过数字样机空间分析和装配仿真确保试验点接近方式的操作可行。 给出了吊挂易燃液体排液地面试验程序,对于在完成注水和收集排液量后的积液检查和积液收集工作的注意事项进行了分析,并介绍了试验结果分析方法,从而完整论证了民用飞机吊挂易燃液体排液地面试验方法,对民用飞机吊挂易燃液体排液地面研发及符合性试验的策划与实施具有一定的指导意义。     

基于遗传算法的起落架缓冲器变截面油针优化设计研究

提高飞机起落架着陆性能,需要探索设计缓冲器油针形状的有效方法。利用平面多体动力学建立起落架数学模型,并利用NSGA-Ⅱ遗传算法,以油针轴向不同位置的截面直径为设计变量,以起落架过载系数和缓冲效率为目标函数,进行起落架着陆性能双目标优化设计。结果表明:本文的方法有效提高了缓冲效率并降低了过载系数,改善了轮胎载荷环境同时提升了起落架着陆性能;该方法同样适用于特定缓冲器高性能油针的设计。     

某型星形活塞发动机主连杆强度分析

针对某型九缸航空星形活塞发动机主连杆疲劳失效问题,采用运动学和动力学相结合的分析方法,确定了主连杆在工作循环中承受的最大附加弯矩工况。针对主连杆上的面载荷均为通过运动副传递的特点,采用商用有限元分析软件ANSYS提供的接触单元来模拟主连杆与曲柄销和活塞销的接触状态,对主连杆进行了有限元应力分析。分析表明,该连杆杆身疲劳强度储备偏低,计算危险点与疲劳失效发生点一致,为分析该杆失效原因提供了依据。      

关于新一代飞机的设计载荷

设计载荷是确定飞机结构重量和保证安全的重要因素。常规操纵系统飞机的设计载荷都是由现行的强度规范规定的。但是对于采用主动控制技术和复合材料的高机动飞机,现行的规范已不合适。在过去10年中,飞机界的专家对此问题进行了大量研究。本文根据北约公开的材料介绍这些研究工作。本文首先评述了现有规范并指出其不足,然后讨论了安全系数。为确定主动控制的新飞机的设计载荷,介绍了3种方法,即概率法、作战飞行参数法和飞行参数包线法及其在EF2000飞机设计中的应用;还介绍了飞机设计的各种动载荷;最后提出了确定我国新一代飞机设计载荷的建议。