飞机疲劳失效适航规章演变历程回顾

为了保障飞机的使用安全,与结构疲劳失效相关的适航规章已经经历了70多年的演变过程.本文以历史时序为线索,回顾了相关的适航规章在不断吸取疲劳破坏事故经验教训的过程中逐步完善的演变历史,包括:进行以安全寿命理念的疲劳设计分析;通过全机结构疲劳试验来确定飞机的使用寿命;确立破损安全的设计理念并进行静强度试验验证;为兼顾减重和...     

高超声速飞行器热颤振研究现状与展望

高超声速飞行器在飞行过程中承受严酷的气动载荷以及气动加热,因此其结构在设计中要充分考虑气动力及气动热效应引起的结构动稳定性和动响应等问题,热颤振是其中较为关键的一环。本文梳理了热颤振研究的发展历程,总结了用于热颤振研究的多种现有方法,包括热模态试验、热颤振仿真分析以及风洞试验等。在此基础上,进一步分析了可用于热颤振研究...     

大展弦比机翼模态测试研究

建立大展弦比长直机翼有限元模型,采用谐响应法,以机翼一弯和航向振动为例,仿真再现了基于纯模态法的全机地面振动试验的模态测试过程,分析了激振力矢量对相同位置的不同自由度测量点相位和指示函数的影响。结合某型飞机全机地面振动试验,分析了是否考虑航向自由度响心对模态广义质量的影响,解释了机翼航向振动模态参与计算的颤振分析结果偏低的现象,并提出了航向振动模态参与计算的原则。     

航空结构分析CAE软件发展现状与未来挑战

结构分析CAE软件是核心技术研究的重要手段、重大装备研制的根本保障和智能制造推进的关键支撑,高水平自主可控(航空)结构分析CAE软件对航空科学技术领先创新和装备研制体系完整安全具有重大战略意义。深度梳理了国内外结构分析CAE软件的发展历程,系统分析了其一般性发展规律。从软件的技术复杂度、研发周期、装备需求和可靠性等4个维度,剖析了自主结构分析软件研发面临的时代挑战;从通用分析功能群、专用分析工具链和国产数据资源池3个层次阐述了自主(航空)结构分析CAE软件发展的广义内涵、总体思路和关键技术。最后,基于目前工业软件的世情国情和科学发展规律,展望了自主可控(航空)结构分析CAE软件的未来之路。     

机翼变弯度技术研究进展

通过改变机体结构气动外形,确保飞行器在不同飞行状态下持续获得最优气动效益,一直是航空领域的研究热点,而机翼变弯度(VCW)技术是其中一个重要研究方向。首先,分析总结了机翼变弯度技术所带来的综合收益,详细阐述了不同飞行器对机翼变弯度技术的具体需求;然后,分别从变弯度前缘和后缘回顾了过去数十年的发展历程,分析了当前面临的主要技术难点;最后,预测了未来发展趋势,并对机翼变弯度技术的未来研究方向提出了建议。     

两种全机建模方式动力特性一致性分析

在全机动力分析中，对机身建模有两种不同的观点，一种是将机身建成梁式结构，另一种是将机身建成由长桁、隔框和蒙皮组成的简式模型。分析了两种建模方式的优缺点，并依据飞机总体设计的概念，按相似理论对吹风模型动力特性设计的方法，仿真构造了在研飞机，并按两种方法建成有限元模型，分别进行了全机振动特性分析和颤振分析，论证了两种建模方法的一致性。     

具有集中非线性全动翼面模态测试和颤振工程分析

分析了全动翼面的非线性环节，并以目前国内规模最大、精度最高、技术最先进的地面共振试验系统——VXI-640系统为试验手段，运用多点正弦激励下的相位共振法对某型飞机全动翼面进行了模态测试，试验模态纯度高正交性好。以试验模态为数据依据，采用三种气动模型对某型飞机全动翼面进行了颤振分析，分析结果合理，从而论证了基于高精度GVT试验模态进行颤振分析的实用性和可靠性。基于GVT试验设计技术和共振试验虚拟技术，分析了未来利用修正GVT试验数据进行颤振分析的前景。     

大型机身壁板复杂应力场试验技术

机身壁板在拉伸、压缩、剪切、气压等多种载荷形式下的静强度及耐久性/损伤容限是飞机强度研究中的重要课题,以往的试验技术仅能模拟机身壁板在以上几种载荷单独或联合作用下的均匀应力/应变场。然而飞机机身在舱门或舷窗等大开口结构周围的应力分布十分复杂,单一载荷或少数几种载荷的叠加无法准确模拟复杂的应力场。为了实现对机身壁板大开口结构周围应力分布的准确模拟,开展了大型机身壁板复杂应力场试验技术研究,研发了一套多载荷联合施加试验装置,具有单独或联合施加轴向(拉伸/压缩)、弯曲、面内剪切、端部剪切、地板梁(轴力和弯曲)及气压载荷的能力,各载荷施加系统相互解耦无干涉,通过优化计算各类载荷比例,并按比例联合施加各载荷可使考核区的应力/应变分布与全机有限元解保持一致。经静力和疲劳试验验证,本试验技术和装置能够实现对机身壁板复杂应力/应变状态的准确模拟。     

复杂布局机翼结构多约束优化设计

机翼结构需要同时满足强度、刚度、气弹和设备安装等要求,布置多个外挂设备的机翼结构设计约束更加复杂,传统方法难以得到最优方案。本文提出了通过约束机翼剖面弯曲刚度和扭转刚度来控制气动弹性的方法,研究了稳定性和位移敏度计算理论,结合工程准则法和数学规划法,搭建了适用于复杂布局机翼结构的多约束优化流程,以国产结构分析软件HAJIF为平台进行了程序实现,并结合工程机翼案例进行了方法验证。优化结果表明,本文方法能够以静力分析模型为基础,同时考虑强度、刚度和稳定性等多种约束形式,在有限计算机时内给出最优设计方案,具有一定的工程应用价值。