全复合材料主承力梁结构研制与分析验证

根据结构特点和受力特性,研制了一种全复合材料主承力梁结构。给出了主梁的铺层设计,详述了其成形工艺。基于MSC.Patran/Nastran建立了主梁有限元分析模型,采用线性求解器对多级载荷作用下的主梁进行了静强度分析,给出了结构应变与位移结果。同时设计了强度试验方案,对主梁结构进行了静强度试验验证,采集了应变与位移信息,确定了结构的响应。结果表明,全复合材料主承力梁结构满足强度设计要求,为复合材料应用于主承力结构提供了依据。     

复合材料结构多钉连接设计、分析与试验技术

在理论研究的基础上,应用有限元法进行复合材料多钉连接的载荷分配,并通过有限元法预测连接孔的挤压强度,大大提高了分析的精度;同时利用非线性分析方法分析了复合材料对角接头多钉连接的强度,并通过试验进行了验证,为复合材料主承力结构连接强度设计、分析提供了依据,为复合材料在中、重型直升机上的应用提供了参考。     

大型民机复合材料机翼结构设计与分析

大型客机强调安全性、经济性、舒适性和环保性,这些性能上的高要求决定其对复合材料需求的迫切性和必然性.本文基于CJ828双通道宽体大型民机的设计方案,对全复合材料机翼结构进行了详细的总体设计并完成相应结构分析.根据CJ828飞机机翼的结构特征和飞行受力情况,用工程估算方法估算出机翼主承力结构几何尺寸,然后进行结构尺寸优化.对机翼蒙皮,翼肋复合材料层合板给出具体的铺层设计,建立机翼主承力翼盒有限元模型.基于HYPER-WORKS软件平台完成对机翼的静强度分析,并与金属机翼进行性能对比分析.后续完成机翼结构的固有频率计算,最后完成了机翼结构的模态瞬态响应分析.对实际工程中复合材料机翼结构设计有一定的设计参考价值.     

复合材料直升机平尾结构概率损伤容限评估

考虑工作应力和剩余强度的随机性，建立了航空复合材料结构概率损伤容限评估的应力-剩余强度干涉模型，以复合材料直升机平尾结构为研究对象，统计分析了工作应力、损伤尺寸、初始强度和疲劳极限等随机因素，基于考虑损伤尺寸效应的剩余强度模型，利用Monte-Carlo方法，评估了复合材料直升机平尾结构的失效概率。结果表明，建立的航空复合材料结构概率损伤容限评估方法是可行的，考虑了复合材料结构制造和服役过程中众多随机因素对剩余强度的影响，符合实际情况；损伤类型和损伤修复效率对复合材料直升机平尾结构的失效概率有显著影响，穿透型损伤对平尾结构可靠度的不利影响大于分层损伤，平尾结构的失效概率随着修复效率增大而降低。     

复合材料承力接头设计的相关理论与应用概述

介绍复合材料承力接头设计的相关理论及应用状况,包括设计基础、结构形式、强度分析、相关试验等。并针对翼面结构复合材料主承力接头存在的问题和研制方向表明了看法。     

复合材料平尾中央翼的界面强度分析与改进设计

正复合材料与金属相比有较高的比强度与比模量,因此复合材料整体结构设计与生产技术是减轻结构重量、降低生产成本的一种有效途径,是目前国际上飞机复合材料结构设计与制造领域重点发展的关键技术之一。自20世纪60年代开始,复合材料零部件开始得以在直升机上应用,使直升机的重量效率(有效载荷/起飞重量)有了大幅度提高。复合材料在直升机上的应用经历了从次承力结构至主承力结构缓慢发展的过程。尽管已大量应用于直升机     

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.     

卡—50复合材料直升机的防弹能力

卡－５０复合材料直升机的防弹能力石卿前苏联航空兵根据在阿富汗的经验，特别设计了一种新的武装直升机卡－５０，替代米－２４系列直升机，它要求机身９０％的部分能够承受相当于１２．７ｍｍ口径机枪弹丸的冲击能量。首次公开露面的卡－５０直升机的主承力机身结构及旋...     

层压复合材料连接接头设计及其在大飞机中的应用研究

 复合材料主承力接头的设计制造技术对拓宽复合材料在飞机结构上的应用范围,进一步减轻结构重量、提高疲劳性能和降低制造成本具有重要工程使用价值和发展应用前景。开展了平面环绕型层压板式复合材料承力接头的设计、分析与试验研究工作。提出了工程设计方案,通过理论推导,建立了环形接头危险部位的强度解析表达式并预测了具体接头设计的承载能力,同时完成了平面环绕型层压板复合材料接头的静力试验,试验结果与理论预测吻合良好。     

民用飞机复合材料主结构适航符合性研究

介绍了民用飞机复合材料主结构适航取证方法。该取证方法是基于试样和组合件试验支持的分析方法,符合FAA和EASA发布的指导条例。根据FAA新近发布的资讯通报AC20—107B,给出了复合材料主结构静强度、疲劳和损伤容限符合性方法需遵循的原则。最后给出了全尺寸复合材料部件静强度、疲劳和损伤容限试验流程。研究的复合材料主结构取证方法符合适航当局颁布的适航规章和咨询通报要求。     

基于遗传算法的复合材料平尾优化设计方法研究

主要研究直升机复合材料平尾在设计气动载荷作用下铺层优化设计的方案。将有限元计算分析软件PATRAN/NASTRAN与遗传算法相结合,通过ISIGHT优化平台软件来实现具体迭代过程,再以C++编程实现设计变量输入及计算结果输出的自动化,加强ISIGHT设计优化软件的封闭性,保证了优化过程正确有效。计算结果得出优化后的平尾结构质量为21.33kg,最大位移57.5mm,较设计初值减轻了15.87kg,比目前的某型直升机金属平尾减轻了3.59kg,最大位移减少了3.51mm。经分析得出此优化方法可以有效处理复合材料结构优化问题,计算结果满足工程设计要求。     

基于仿真分析的直升机座椅静强度研究

直升机座椅的抗坠毁性能是保护驾驶员的重要保障之一，座椅的静强度与动强度性能是衡量座椅可靠性的重要指标。本文以座椅静强度性能为出发点，以某型直升机座椅为例，根据适航要求设计了基于不同加载方向的座椅静强度测试试验。为进一步计算评估座椅的静强度性能，基于有限元分析方法，通过Abaqus对座椅的静载荷加载试验进行了模拟，分析了该座椅在不同加载条件下的变形量、Mises应力分布与材料损伤情况，通过仿真与试验结果相结合的方式验证了该型机座椅的可靠性，并为直升机座椅的性能模拟计算提供了有力的技术支撑。     

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     

激光增材制造高强高韧TC11钛合金力学性能及航空主承力结构应用分析

随着损伤容限设计理念发展和轻量化要求提高,高强高韧钛合金逐渐成为航空装备关键主承力构件主要结构材料。激光增材制造制备钛合金大型主承力构件具有数字化、短周期、低成本等技术优势,特别是激光增材制造过程超常固态相变动力学条件为制备高强高韧钛合金提供了新的机会。本文根据航空主承力结构选材性能要求,对激光增材制造TC11钛合金静强度、疲劳和损伤容限特性进行测试与分析,在此基础上对其在航空主承力结构的应用前景进行分析。结果表明,激光增材制造TC11钛合金力学性能具有显著的高强高韧和低屈强比特征,其疲劳缺口敏感性和裂纹扩展速率低,性能分散性小,综合性能满足航空主承力结构选材要求。与目前航空主承力结构广泛应用的TC4-DT损伤容限型钛合金相比,激光增材制造TC11高强高韧钛合金损伤容限特性相当、疲劳性能有所改善、许用应力提高23%,结构具有进一步减重优势。激光增材制造TC11钛合金优异的强韧性匹配在提高结构许用应力的同时可避免大厚度结构发生脆性断裂,其低疲劳缺口敏感性和优异的疲劳裂纹扩展特性对于结构服役安全具有重要意义。     

复合材料开孔薄壁加筋板剪切屈曲及后屈曲研究

薄壁加筋结构是飞机尤其是直升机结构的典型构型,随着复合材料在直升机上的大量使用,研究复合材料加筋薄壁结构在开孔后的剪切屈曲和后屈曲问题的分析方法,提高分析进度,是直升机结构强度设计的技术关键。以复合材料开孔薄壁加筋板试验为基础,测试了加筋板剪切屈曲和后屈曲应变及载荷历程,仿真分析了试验结果,建立了一种以risk算法、Hashin失效准则的有限元分析模型,提供了一种复合材料开孔薄壁加筋板剪切屈曲和后屈曲分析的设计方法。     

“全复合材料直升机”发展中的问题与挑战

复合材料由于强度高、重量轻等优异性能,在直升机的研制中应用进展很快。如今,复合材料已成为制造旋翼桨叶及桨毂的标准材料,甚至已出现了“全复合材料直升机”。但稍加分析就不难看出“全复合材料直升机”目前还不是直升机研制行业的主流。对它的前景,也还有一定的争议。 “全复合材料直升机”一般是指复合材料结构重量占全机结构重量达到5O%以上或占机身结构重量达到8O%的直升机。     

大载荷承力支架结构用碳/环氧承力管金属整体接头的结构设计

某大载荷承力支架结构采用碳／环氧管作为主承力构件，利用金属接头把承力管、前端框和后端板连接成整体支架。利用有限元分析软件ANSYS7．0对承力支架结构进行了总体静力分析，并分析了接头的局部受力状态。根据接头的受力状态，结合胶接失效模型设计了整体接头叉形部分长度为50mm，并根据最大弯曲正应力设计了接头的壁厚为3mm，设计表明整体接头许用拉伸强度为250MPa，可满足承力支架的承栽要求。     

可动平尾对直升机纵向飞行品质的影响

简单介绍了直升机纵向飞行品质对平尾设计的基本要求，提出了可动平尾的设计思想，概述了直升机的可动平尾的工作原理及其工作环境。然后主要分析了可动平尾对直升机纵向飞行品质的有利影响，其中包括可动平尾的“主动控制”能力、“低速配平”能力和“总距配平”能力。分析表明，可动平尾设计是直升机构型造反和初始设计时一个较理想的方案。     

某支线客机复合材料舵面结构静强度分析

复合材料强度设计与金属强度设计有很大的不同。本课题研究的复合材料静强度设计在结构设计和分析中是必不可少的。分析结构的静强度,了解其剩余强度,可以为下一步分析结构的耐久性和冲击损伤提供基础。     

某型直升机主起接头装配偏差问题分析

主起接头在直升机全机结构中属于重要承力件,本文针对主起接头螺栓孔铰孔时出现缺肉和装配偏差问题,从铰孔刀具的选择以及装配工艺性等方面进行分析解决,改善了产品装配工艺性,提高了某型直升机主起接头装配质量。