基于可靠性的民机防爆结构优化设计研究

最小风险炸弹位置(least risk bomb location,简称LRBL)结构作为应用于民航客机的防爆结构,在保证可靠性的同时,还应尽可能地减小结构质量。开展了基于可靠性的LRBL结构优化设计研究,首先以LRBL结构轻量化作为优化设计目标,选择LRBL结构的结构尺寸作为设计变量,然后确定约束为结构可靠性指标,采用响应面法结合可靠性指标转化得到优化模型约束函数,搭建LRBL结构的可靠性优化模型,最后采用内点法进行LRBL结构的可靠性优化求解。以某个LRBL结构设计方案开展了优化设计案例分析,结果表明在满足可靠性指标的基础上,优化后的LRBL结构质量减轻了45.08%,减重效果明显,对LRBL结构应用于工程实际具有指导意义和参考价值。     

民机系统发动机转子爆破特定风险分析方法

基于美国联邦航空局咨询通告给出的发动机非包容转子爆破特定风险安全性评估指南,提出了一种简单易用的发动机非包容转子爆破安全性分析方法。建立了简化的转子碎片碰撞角度计算模型,以确定受转子碎片影响的系统部件;改进了失效部件组合检查单,提高分析工作效率,并确定转子碎片对系统的安全性影响。相比于传统分析方法,简化了转子爆破风险安全性分析过程,减少了分析工作量,适用于飞机系统研制初期对转子爆破风险的危害性进行保守性评估,以指导系统架构优化设计。     

面向CPCP要求的民机结构腐蚀控制方法研究

腐蚀是一个自然现象,腐蚀存在其必然性,同时由于飞机结构设计的独特性,更增加了一些不可抗拒的腐蚀根源。本文结合民机结构腐蚀防护与控制大纲CPCP要求（即腐蚀防护和控制的最低要求）对飞机结构使用环境特点、结构腐蚀特性、影响因素等方面进行了初步的分析,并对民机防腐设计方法进行了初步的应用研究。     

民机研制工程实践中的标准化作用刍议

以哈飞集团与巴西航空工业公司、贝尔直升机公司、欧洲直升机公司等国际合作以及哈飞集团Y12研制和适航取证为背景,论述了标准在民机研制工程实践中的重要作用,并针对我国民机标准化工作中存在的差距,提出了发展我国民机标准化工作的建议。     

基于历史数据的民机电子设备可靠性预计

针对传统相似分析法难以准确地定量评估目标产品和相似产品间可靠性水平的差异程度及可信度较低的问题,综合考虑产品的相似水平和样本量提出两种新的民机电子设备可靠性预计方法。一种是基于区间层次分析法(analytic hierarchy process,简称AHP)确定可靠性修正因子,将模糊信息定量化,提高预计结果的精确性。另一种是基于手册或故障物理(physics of failure,简称PoF)模型确定可靠性修正因子,引入设备重要度等级和置信度的关联性概念,实现了小样本量分级分类开展产品可靠性预计,提高了相似产品法的精确度和可信度。     

基于风险的民机研制过程系统供应商质量管理

结合当前中国商飞系统供应商管理面临的严峻形势,从采购合同全生命周期的角度提出了民机研制过程的供应商质量管理风险管控的对策,阐述了从风险管理的角度对供应商管理文件、产品质量管理和质量体系管理3方面进行重点管控,并就将风险管理与质量管理相结合的方法运用到供应商民机研制过程进行了探讨。     

浅谈民机结构设计的技术管理体系建设

结合结构设计专业体系建设,研究了技术管理体系的思想内涵及其应用特色,讨论分析了技术管理体系在民机结构设计专业体系建设中的应用与实施,得出技术管理体系建设对于结构设计专业建设的重要意义在于高效、系统、扁平的专业化技术管理。     

翼身融合布局民机非圆截面机身结构设计研究综述

翼身融合布局飞机具有大升阻比、低阻力、低噪声等优点,是未来民机最具潜力的发展方向之一;但由于特殊布局所采用的非圆截面增压机身,给翼身融合布局民机结构设计带来了巨大挑战。为了降低非圆截面机身承受增压载荷时产生的高弯曲应力、提高机身结构稳定性及承载效率,翼身融合民机机身结构设计先后经历了圆柱组合式多舱室机身、双蒙皮多舱室机身、带加强支撑的盒式机身、基于拉挤杆缝合高效一体化结构（Pultruded Rod Stitched Efficient Unitized Structure,PRSEUS）的盒式中央机体等发展阶段,其中最具承载优势和可实现性的是由美国国家航空航天局NASA和波音公司共同提出的基于PRSEUS盒式中央机体结构设计方案。PRSEUS结构不仅充分利用了复合材料一体化缝合、整体共固化、低成本等制造优势,而且具有抗拉伸/压缩、多路径止损/止裂、刚度和稳定性裕度大、承载效率高、易金属修补等优异的力学特性,已被拓展应用到了翼身融合民机机翼等结构设计中。本文以非圆截面机身结构设计为重点,回顾了翼身融合民机结构设计发展历程;从整机身结构、关键部件结构、整机优化设计等方面详细阐述了翼身融合民机结构设计的研究进展与发展现状,基于国外相关技术研究发展趋势,提出了中国翼身融合民机机身结构设计研究未来需要重点关注的方向。     

民机维修任务分析的人因可靠性预测模型

人为因素作为人机关系中的重要环节,是影响民航安全的关键因素。定量分析机务人因可靠性水平对于减少无意识犯错、保障飞行安全具有重要意义。根据NASA建议开发出一套THERP+CREAM结合的模型,针对民航特点对THERP数据表进行优化处理,采用模糊贝叶斯网络与CREAM结合的方法确定机务维修人员的认知控制模式,利用平均权重因子将THERP的预测值嵌入CREAM,实现两代方法的结合,以提高机务人因可靠性预测的精度。研究结果表明：通过对某航空公司某维修小组的调查,证实了所提的THERP+CREAM预测模型能够较好地预测机务人因可靠性水平,实现了依据维修手册中的维修任务,即可进行人因可靠性分析,为研制单位维修任务分析中的人素分析提供了一个定量评估方法。     

基于协同设计的民机安全性分析系统研究

本文阐述了访问控制机制和冲突检测机制等民机安全性协同设计关键技术,分析了民用飞机安全设计评估程序,基于协同设计提出民机安全性系统总体框架,初步建立了民机安全性协同设计平台。     

基于协同设计的民机安全性分析系统研究

阐述了访问控制机制和冲突检测机制等民机安全性协同设计关键技术。分析了民用飞机安全设计评估程序,基于协同设计提出民机安全性系统总体框架,初步建立了民机安全性协同设计平台。     

基于运行模态分析的某民机低频固有特性研究

运行模态分析(Operational Modal Analysis,简称OMA)是一种基于环境激励的模态参数识别技术,是结构健康监测的重要手段。为了研究某民机在实际运行中的振动特性,在其滑跑过程中,利用加速度传感器采集飞机特定部位的振动响应信号。通过频域空间域分解(Frequency and Spatial Domain Decomposition,简称FSDD)的方法从响应信号中分析得到该民机特定低频模态。根据试验结果对计算模型进行修正,最终通过有限元分析(Finite Element Analysis,简称FEA)计算获得其全部低频模态。实践表明,将运行模态分析与有限元分析相结合,共同获取飞机在特定情况下的动力学特性的方法是可行的。     

新型民机的选材分析

窄体客机与宽体客机所执行的任务不同,自然不能照搬宽体客机设计时的选材方案。新一代窄体客机虽然在尾翼及机翼控制面上仍采用复合材料结构,但机翼及机身的选材则会随机种的变化出现较大差异。铝合金,特别是铝锂合金由于成本低、生产风险小,有可能成为复合材料的强劲对手。钛合金由于与复合材料的相容性好,未来也将会在民机材料中占据重要地...     

杨旭 复合材料结构设计专家

我国在航空材料结构设计及优化方面取得了哪些重要突破,还存在哪些不足?杨旭:飞机结构优化设计技术有3个不同层次的应用,用于不同的飞机设计阶段。一个是飞机主承力构件位置优化(也称布局优化),另一个是主承力构件截面尺寸优化,还有一个是     

民机中央翼加筋壁板承载能力的非线性有限元分析

应用非线性有限元分析技术,采用MSC.Patran为前后置处理器进行建模,以具有较强非线性功能的Marc软件为求解器,细致研究了某民机中央翼加筋板结构在受力状态下的非线性变形、后屈曲破坏过程、最终失稳破坏形式及载荷,与试验结果进行了比较,破坏过程及破坏形式与试验相吻合,计算的破坏载荷与试验的破坏载荷误差在5%以内,显示文中方法可以满足工程设计和分析要求。     

民用飞机最小风险炸弹位置适航符合性验证方法研究

民用飞机最小风险炸弹位置(LRBL)是航空运营面对炸弹爆炸恐怖袭击的最后一道安全屏障,对民用飞机的安全性有重要意义。针对国内民用飞机LRBL工作缺乏适航符合性验证方法研究的现状,以AC25.795 6为指导,以满足FAR 25.795(c)(1)中有关LRBL的适航要求为目标,首次对LRBL的适航符合性验证方法进行研究;通过该工作,一方面明确了LRBL周围设备的系统安全性适航符合性验证方法,增强LRBL相关系统安全性分析工作在型号设计中的可操作性;另一方面,通过开展爆炸物在LRBL发生爆炸对飞机结构的安全性影响分析,得出了LRBL周围结构设计的适航符合性验证方法。该研究建立了面向FAR25.795(c)(1)的LRBL适航符合性验证体系,为提高产品的安全性和适航性提供了更为详实、可操作的设计方法。     

大型民机起落架的发展趋势与关键技术

大型民机起落架的设计上会更多地应用信息技术、微电子、微机电、新材料、新动力等技术.更加突出综合化、信息化和智能化.在起落架结构设计上,将广泛应用高强度钢、钛合金以及大型金属锻件结构等以降低结构重量和成本,提高结构效率.     

运输类飞机“最小风险炸弹位置”的研究进展

"最小风险炸弹位置"(LRBL)是运输类飞机型号合格审定最新的客舱安保要求之一。基于LRBL适航要求及相关的咨询通告,针对LRBL周围结构和系统的设计与布局、以及爆炸发生后的次生影响和应对措施,综述了飞机结构在内爆冲击载荷作用下的响应特性及失效模式的研究进展,梳理了人体在爆炸冲击波作用下的损伤机理及损伤模型,明确了爆炸碎片的破坏概率模型,总结了国内外抗爆容器的设计特征及优缺点,最后简述了中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室为研究机身结构在内爆载荷下的响应特性所做的相关技术研究。     

基于正交试验的民用飞机抗爆结构参数敏感性分析

最小风险炸弹位置（LRBL）结构是放置飞机上可疑爆炸物的装置,探究结构尺寸和炸药位置对其抗爆性能的影响程度可为改进设计提供参考。基于正交试验设计与数值模拟相结合的方法,以LRBL 结构各危险部位的最大应变和变形为评价指标,分别运用极差分析法和方差分析法对LRBL 结构的罐体壁厚、底盖厚度、连接凸台厚度、剪切销直径和炸药位置5 个影响因素开展参数敏感性分析。结果表明：在200 g 炸药当量的工况下,各因素对LRBL 结构的抗爆性能的影响显著程度从大到小为：炸药位置、罐体壁厚、底盖厚度、凸台厚度和剪切销直径;结合评价指标综合分析得到各个因素最优水平下的LRBL 结构设计方案。     

爆炸冲击载荷下典型机身结构动响应及破坏

确定满足适航要求的最小风险炸弹位置,必须研究爆炸冲击载荷下机身结构动响应及破坏模式。以某型飞机典型机身结构为研究对象,采用LS-DYNA商用软件,建立了爆炸冲击载荷下机身典型结构动响应数值模型。采用控制变量法分析了爆炸物当量、爆炸冲击距离以及爆炸冲击位置对典型机身结构动响应及破坏模式的影响,同时研究了损伤后典型机身结构的剩余强度。研究结果表明,造成机身结构有效破坏的爆炸物临界当量与爆炸冲击距离密切相关;爆炸冲击距离对典型机身结构损伤及剩余强度影响不明显;典型机身结构筋条位置对剩余强度影响较大。在此基础上,提出了表征剩余强度的无量纲系数,并建立了剩余强度无量纲系数与爆炸物当量及爆炸冲击距离之间的函数关系。