CJ818中央翼盒复合材料结构设计及分析

中央翼盒是飞机主要的承力结构,承担着飞机起飞、巡航和着陆过程中机翼及机身传来的各种载荷。复合材料作为一种优良的航空材料,具有比强度高、比刚度大,材料力学性能可设计等优点;由于复合材料各向异性的特点,使其结构设计比金属结构更为复杂。对CJ818飞机的中央翼盒进行复合材料结构设计,强度校核后对复合材料结构设计进行优化。对比中央翼盒复合材料结构设计与金属结构设计,为我国大飞机中央翼盒结构设计做一些探索性的工作。     

CJ828水平尾翼中央翼结构设计与分析

对相关机型水平尾翼的中央翼布局方案进行了研究,建立了CJ828水平尾翼中央翼结构的CATIA模型,提出了W型前后梁中部连接的腹板结构,减少了腹板端部与前梁后梁的连接部位;采用了复合材料整体成形的加工工艺;并对CJ828水平尾翼中央翼后梁与后机身框铰接枢轴部分作了详细设计,提出了外轴与内轴并用的枢轴方案,提高了在民用飞机领域至关重要的安全可靠性;最后对CJ828水平尾翼中央翼结构简化模型进行了强度分析,得出水平尾翼中央翼与水平尾翼外翼连接处的应力较为集中,应当设计较强的连接接头.     

CJ828龙骨梁结构设计

介绍了波音系列和空客系列飞机典型龙骨梁的结构特点,并针对双通道300座CJ828客机的具体要求,设计了双梁盒式结构龙骨梁.合理地选择了各零部件材料,详细设计了中央翼盒盒段和主起落架舱盒段,并对龙骨梁零部件间的连接形式进行了设计,最后通过分析计算机身和龙骨梁的外载,对龙骨梁进行了结构分析,结果表明所设计龙骨梁的强度满足设计要求.     

民用飞机金属/复合材料中央翼盒结构设计方案对比

中央翼盒与外翼及机身相连,承受和传递重要的飞机载荷。中央翼盒又是整体油箱,也是机身增压舱的气密线之一,是中机身客舱地板的支持构件,所以中央翼盒设计的好坏直接决定着整架飞机设计的成败。随着材料科学及制造能力的提升,现代民用飞机的翼盒设计也出现了不同的思路和方案。下面就以相同座位级别的不同时期的方案一飞机和方案二飞机的翼盒设计对比,来展示复合材料在飞机设计中的应用。     

CJ828燃油系统初步方案设计

首先介绍了飞机燃油系统的功能及组成.然后根据CJ828总体设计技术要求,考虑飞机设计的安全性、舒适性、经济性、维修性和先进性要求,以及适航规章、航空公司的使用要求等多方面具体规定,并对比A330、A380与波音767、波音777等先进机型,设计了CJ828燃油系统初步方案,包括燃油系统各子系统的方案设计.其中,详细介绍了CJ828燃油测量系统的设计,选用成熟可靠的电容式传感器进行燃油量测量,利用测量电桥进行传感器的电容量测量.     

CJ828复合材料垂直安定面结构设计与分析

根据飞机设计手册,并参考相关机型,首先对CJ828垂直安定面的结构进行选型、选材,对垂直安定面采用全复合材料结构设计.然后,根据蒙皮、翼梁、长桁和翼肋的受力特点,初步确定了蒙皮、翼梁、长桁和翼肋的尺寸与铺层顺序.最后,基于PATRAN/NASTRAN有限元分析软件对垂直安定面在单发失效状态下的强度进行校核.分析发现:后梁受载比前梁严重,因此,后梁设计应比前梁强;翼根受载比翼梢严重,因此,根部翼肋应布置得较密.基于上述分析结果,对前梁和普通翼肋的尺寸和铺层顺序进行优化,并对优化后的模型进行强度校核.分析结果显示:拉伸应变、压缩应变和剪切应变都小于设计许用应变值(4 000με),因此,整个垂直安定面的强度满足要求,同时也达到了减轻结构重量的目的.     

CJ828驾驶舱显示记录系统设计

驾驶舱的显示与记录系统是飞机航空电子系统的重要组成部分.在该领域,国内外的研究机构投入了大量的人力和物力进行系统研究.从CJ828驾驶舱显示记录系统的实际需求出发,按照系统设计规范、系统总体设计与布局、系统详细设计、集成化航电系统选型对比等四个方面开展系统设计.通过控制和显示系统、键盘和光标控制单元、多功能显示器、电子飞行仪表系统、电子中央飞机监控器、视频集中器和多路转换器、平视显示器、系统重构等八个方面开展具体的设计,提出具体要求.并通过对比CMC电子、罗克韦尔-柯林斯、泰勒斯航空三家航空电子公司的航空电子集成化方案,总结各家航空电子公司的技术特色,为后期的系统集成与采购打下了良好的基础.     

复合材料中央翼上壁板结构设计

目前大部分文献关注于复合材料零件结构设计,但是复合材料零件在设计结构的同时也是材料设计,所以铺层的设计是复合材料零件关乎成败的细节设计。通过对某型民机复合材料中央翼上壁板的设计,详细阐述了复合材料零件的铺层优化设计过程,总结出了诸多有意义的实际工程应用经验。     

CJ828机翼防除冰系统设计方案研究

对目前客机机翼防冰主要方式进行了研究、对比和分析,针对新一代300座级双通道干线客机CJ828,根据其性能参数及技术标准,进行了机翼防除冰系统的设计,并提出一种新型机翼周期性引气的热气防冰方案.该设计方案在满足机翼防冰技术要求的同时,提高了飞机发动机效率及其经济性,增加了CJ828的市场竞争力.     

CJ828复合材料地板结构设计与不同商载情况下的受力分析

依据CJ828宽体客机总体设计参数及机身结构的设计要求,对中机身复合材料地板的总体布局、主要承力构件(包括地板桁梁、纵梁和支架)和地板结构进行了初步设计.在此基础上,分析了可能出现的客座率,并选取具有代表性的商载情况对地板进行了受力分析.结果表明,100％客座率时,地板的强度和刚度能满足设计要求,75％和50％客座率时,座位的排布会对地板的受载产生一定的影响.     

CJ828飞机地空数据链系统设计与实现

在分析现有地空数据链体系结构及其应用的基础上,给出了CJ828大型客机地空数据链系统的设计方案,重点对通信管理功能CMF进行分析,采用双协议栈(Dual-Stack)方式构架CMF,并在此基础上给出了CJ828大型客机数据链子网相应的技术指标.     

CJ828大型客机三维机织复合材料翼梁设计研究

根据三维机织复合材料出色的整体性能、较高的损伤容限、显著的抵抗裂纹扩展的能力以及良好的可设计性,结合飞机结构设计原则,设计CJ828三维机织复合材料翼梁,初步确定了翼梁各部位参数值,然后建立有限元模型,重点进行了静力学与模态分析,其结果为后续工作提供了一定的参考.     

CJ828大型客机增升装置设计与分析

增升装置设计是飞机发展的关键技术之一.根据CJ828飞机提出的总体要求,在现有机翼的基础上,采用高阶可导的Bezier曲线拟合多段翼型,对多段翼型相对位置关系进行参数化建模,包括缝道参数和偏角等.对二维多段翼型起飞和着陆两种状态进行优化并与初始状态进行对比分析.     

复合材料翼盒弯扭耦合效应的研究

通过对翼盒弯扭耦合本构方程的研究,介绍了弯扭耦合系数的概念及数学表达式,分析了复合材料铺层的偏转角和铺向角对弯扭耦合效应的影响,并可以得到出现最大弯扭耦合效应时铺层结构的偏转角和铺向角.应用ANSYS软件对复合材料翼盒结构进行有限元的数值仿真.结果表明,得到的偏转角和铺向角的理论解与数值解具有良好的一致性.     

CJ828中机身结构设计与分析

依据CJ828宽体客机总体设计参数及机身结构的设计要求,对中机身结构总体布局、加强框、普通框、长桁等主结构进行了初步设计,建立了中机身结构的CATIA三维实体设计图,并利用有限元算法对中机身等直段结构进行静力分析.结果表明,中机身设计的结构强度和刚度都满足设计要求.     

CJ828复合材料水平尾翼结构初步设计与分析

根据大型宽体客机的特点,结合飞机结构设计特别是复合材料结构设计的原则,运用现代飞机设计理论分析,对大型双通道宽体客机的水平尾翼进行了初步设计.首先确定了水平尾翼的主要主承力结构的布置形式,其次计算了水平尾翼在飞行过程中的载荷情况,进行合理选材,根据各结构元的受力特点确定细节尺寸和铺层形式.在CATIA软件中创建三维模型,在MSC.Patran/Nastran中进行有限元静强度校核,并进行了受力翼盒蒙皮铺层的优化,得到的结果满足预期设计许用值目标,并实现了等强度设计.     

民用飞机概念方案翼盒结构总体有限元快速建模

针对民用飞机概念方案结构设计,以自然网格方法为基础提出一种翼盒结构总体有限元快速建模方法。采用CATIA二次开发实现结构布置参数化并获取翼梁、长桁和翼肋的结构交点,根据翼盒结构实际传力路径建立结构交点间的拓扑关系模型,快速完成翼盒结构总体有限元建模。以某民用飞机的机翼建模实例验证了方法的适用性和有效性。     

复合材料胶接技术及其在某型飞机垂尾翼盒上的应用

从复合材料胶接技术特点出发,阐述了胶接工艺过程中的要点,并针对具有蜂窝夹层、多墙式结构的某型飞机,其垂尾翼盒胶接工艺的实施过程,详细阐述了胶接工艺方案,以及胶接性能的控制和检测方法。     

多梁式中央翼盒下壁板压缩稳定性研究

研究多梁式翼盒加筋壁板在压缩载荷作用下的稳定性。针对端部支持、侧边支持、本身曲率以及上述因素的综合作用对加筋壁板压缩失稳临界应力的影响进行分析,对目前文献资料中关于加筋壁板压缩稳定性临界应力计算公式中端部支持系数进行适当修正,以得到适合的壁板屈曲应力。研究发现,端部夹持、侧边梁支持和蒙皮自身曲率对加筋壁板的压缩稳定性有较大影响,对于蒙皮较厚的加筋曲板（如机翼壁板）,建议的等效端部支持系数为1.5~2.0