复合材料蒙皮对机身段适坠性能的影响研究

针对运输类飞机复合材料机身段适坠性设计的需要,研究了复合材料蒙皮对典型机身段适坠性能的影响。利用HyperMesh建立机身段模型,采用LS-DYNA设置复合材料蒙皮铺层角度和铺层数,分析模型在6.67 m/s坠撞速度时的动态响应特性。仿真结果得到了机身段结构的变形、位移、应变和应力等数据,给出了座椅与地板连接处的加速度-时间历程曲线和机身段的破坏模式。仿真结果表明选取合适的蒙皮铺层角度和铺层数,可显著降低座椅处的过载峰值,有效提高复合材料机身段适坠性能。     

货舱载荷对复合材料机身框段适坠性影响分析

针对复合材料飞机结构适坠性验证及适航审定需求,建立货舱地板下部为波纹板的复合材料蒙皮机身框段有限元模型及货舱货物刚体简化模型,研究其在7 m/s垂直坠撞条件下的适坠性能。通过与无货舱货物情况进行对比,分析货舱载荷对机身结构变形模式、加速度响应特性和机身结构吸能特性的影响,进而为飞机结构适坠性设计及分析提供参考。仿真结果表明,货舱载荷导致货舱下部波纹板严重变形,但吸能量增加,外侧座椅与地板连接处的加速度低于无货舱货物情况,坠撞过程中机身各部分结构吸能是同时进行的。     

含货舱门的大型民机机身段垂直坠撞仿真分析

建立了含货舱门的大型民机机身框段结构适坠性分析的全尺寸非线性有限元模型,模型中考虑了机身框、长桁、蒙皮、货舱及行李、客舱地板、客舱吊柜和座椅。利用该模型对机身框段进行了垂直坠撞仿真分析,坠撞速度为9.14 m/s,采用动力学软件MSC.Dytran进行求解,计算得到机身框段结构的变形和试验中各测量点处的加速度响应。计算结果与试验结果的吻合验证了所建模型的有效性。在该模型的基础上,对机身框段在不同滚转角垂直坠撞工况下的适坠性进行了分析。结果表明:在所计算的工况中,当飞机左滚12°和右滚8°坠撞时,机身结构破坏最严重,乘员承受的过载最大。货舱门结构增加了舱门侧的机身结构刚度,使机身结构左右变形不对称,含舱门侧的机身变形较小,含舱门侧的乘员承受过载较大。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

滚转角度对民机机身结构耐撞性能的影响

适坠性已经并将继续是飞机安全的一个重要关注点。为了研究不同滚转角度对机身结构动态响应特性的影响,针对典型的运输类飞机机身结构,建立货舱地板下部为波纹板布局形式的机身段有限元模型,分析该机身段在0°、5°、10°和15°的滚转角度下,以6.67 m/s的坠撞速度撞击刚性地面时的坠撞特性,对比分析不同滚转角度下机身段的破坏模式和座椅与地板连接处的加速度—时间历程曲线。结果表明:不同滚转角度会对机身结构的变形以及座椅处加速度响应产生显著影响,采用合适的应急着陆方式可以有效提高飞机的适坠性能。     

民机地板以下结构参数变化对复合材料机身适坠性能的影响研究

为了确保乘员在可生存事故中存活,民机结构必须具备适坠特性。复合材料结构坠撞后的材料破坏形式与常规的金属材料破坏有所不同,复合材料民机的适坠性设计需要对地板以下结构参数变化对复合材料机身适坠特性的影响进行深入的评估。这里对某金属材料民机典型机身结构通过刚度等代设计得到复合材料机身简化模型,利用LS-DYNA3D建立了1/4缩比动力学仿真模型,利用该模型考察了行李舱支柱位置、角度、刚度及行李舱高度变化对复合材料机身适坠性能的影响。仿真结果表明地板以下结构参数变化对复合材料机身和金属机身坠撞响应的影响是不同的,考察的参数中行李舱支柱角度、刚度是影响坠撞响应的关键因素。     

民机货舱支柱对机身段抗坠撞性能的影响

针对某小型民机典型机身段,采用对货舱支柱结构预制缺口的措施实现支柱压缩刚度的改变。运用Hyper Mesh软件建立3种不同刚度支柱的3框段机身结构有限元模型,应用LS-Dyna有限元软件对模型进行了坠撞仿真,对比分析在垂直坠撞速度为7m/s时,3种机身段的变形模式、吸能模式、速度时间历程曲线和加速度时间历程曲线。结果表明,在坠撞过程中,支柱刚度过大或过小均会对乘员的生存带来严重威胁,对支柱进行合理的缺口预制可有效控制机身段变形模式,改善飞机抗坠撞性能。     

农林飞机简化框体模型坠撞仿真及优化

适坠性研究近年来得到各航空大国的重视,具有良好适坠性的飞机结构设计能大大改善飞机的坠撞性能.文中简介某农林飞机前机身结构的简化框体模型及在落震试验台的适坠性试验结果,利用LS-DYNA3D对其动力学特性进行评估,表明现有的商用有限元软件可以用于适坠性研究.采用遗传算法结合经试验验证的显式有限元分析模型进行框体耐撞性优化设计,采用部分复合材料取代框体钢管件,可控制坠撞破坏模式,有效地改进该农林飞机的坠撞特性.     

基于乘员响应的民机典型机身段结构适坠性分析与评估

保护乘员的生命安全是飞机适坠性设计的最终目标。为了更为准确的模拟乘员在坠撞过程中的动响应及伤害情况,利用LS-Dyna构建了包含假人及座椅约束系统的机身段坠撞仿真模型,对机身段在垂向撞击速度为9. 14 m/s时结构及乘员的动响应进行了详细分析,包括机身结构的吸能特性及破坏模式、舱内设施的系留状况、乘员的运动及伤害情况等,并通过与试验数据的对比验证了坠撞仿真模型的可信性;最后,开展了民机适坠性评估方法研究,通过对相关适航条款、咨询通告及标准的解读和梳理,提出了以生存空间、系留强度、乘员伤害、撤离通道和坠撞后环境为考核指标的民机适坠性综合评估方法。机身段适坠性分析表明,垂直坠撞环境下乘员的伤害模式主要为腰椎和小腿伤害,坠撞过程中乘员腰椎最大压缩载荷为6. 78 kN,小腿胫骨最大轴向压缩载荷为7. 46 kN;利用提出的适坠性综合评估方法对所构建民机的适坠性进行了系统评估,可知其适坠性较好,除乘员腰椎载荷稍微超出适航规定值而需要进行相应的设计改进之外,其余评估指标皆符合要求。     

基于乘员腰椎损伤指标的座椅垂直冲击波形包线研究

结合某型号飞机的机身结构适坠性(乘员生存力包线)设计需求,首先开展了满足AC 25.562-1B规章要求的“地板-座椅-乘员”系统的标准14g垂直冲击试验,并基于Ls-Dyna有限元软件进行仿真,与试验对标;在完成仿真模型标定后,为了模拟垂直坠撞工况下的乘员腰椎损伤情况,开展了80°工装角度的不同峰值和脉宽的三角波形设计、仿真分析和试验验证,获得了符合乘员腰椎损伤指标的座椅垂直冲击波形包线,为飞机机身结构适坠性设计提供参考。另外,基于乘员腰椎载荷损伤指标提出了座椅“传力系数K”的概念,以及坐垫在不同波形工况下对乘员腰椎载荷的滞后性影响。     

非线性因素对金属橡胶干摩擦系统振动响应的影响研究

金属橡胶是一种新型材料,文中运用Fourier级数展开和谐波平衡法相结合的方法FHB(the technique of Fourier series expansion combining with harmonic balance method)推导出金属橡胶干摩擦系统在简谐激励下的频响方程,通过数值仿真,比较三次非线性因素和五次非线性因素对金属橡胶干摩擦系统幅频特性的影响,发现对金属橡胶干摩擦系统幅频特性起决定作用的是三次非线性因素,只有五次非线性因素超过1011 数量级时才需考虑五次非线性因素的影响,对金属橡胶减振器作动态响应实验,发现减振器的固有频率和传递率幅值都表现出非线性特性.     

分层缺陷对复合材料结构疲劳寿命影响研究

介绍一种新研制的含缺陷复合材料压缩试验装置 ,并采用压缩疲劳试验方法研究中央分层和边缘分层缺陷对飞机复合材料结构疲劳寿命的影响。研究结果表明 ,试件疲劳破坏的起始位置与预制缺陷位置一致。含分层缺陷复合材料结构的疲劳寿命不仅与缺陷尺寸 ,而且与缺陷位置有关。该研究结果为制定生产和使用过程中缺陷或损伤的控制标准提供重要依据     

孔蚀对飞机结构静强度影响规律研究

讨论不同服役年限下,不同腐蚀坑深度、腐蚀坑间距对飞机前梁静强度的影响规律,给出某一腐蚀条件下机翼前梁静强度下降规律.     

基于疲劳理论的变速箱体优化过程强度约束研究

针对变速箱体存在强度过剩,质量过重的现状,需要对其进行优化。目前对于优化约束的研究中,大部分学者采用静强度作为强度约束,而缺少对疲劳强度的考虑。因此基于疲劳理论的基础上,结合雨流循环计数,根据变速箱箱体规范对循环次数进行线性外推,获得循环次数进而作为其寿命,将外推循环次数与试验载荷谱循环次数作对比验证,结合90%可靠度的S-N曲线,获得理论应力幅。根据动载系数,计算得到最大应力。将其与抗拉强度进行比较,获得各个部件强度约束。可以为优化提供更为准确的约束,节省后续的验证过程,提高优化效率。     

胶厚对单搭粘接接头强度影响的试验与仿真研究

为研究不同胶层厚度对单搭粘接接头强度的影响,对胶层厚度为0.2 mm、0.7 mm、1.5 mm和2.5 mm的铝5052-铝5052(Al5052-Al5052)单搭粘接接头进行拉伸-剪切试验,对比不同胶厚对Al5052-Al5052单搭粘接接头强度的影响。仿真分析考虑材料非线性和几何非线性,模拟不同胶层厚度表面上的等效应力的分布情况,研究结果表明:胶层厚度影响粘接剂对Al5052-Al5052单搭粘接接头的粘接效果,胶层表面的von Mises应力随着胶层厚度的增加而增大,Al5052-Al5052单搭粘接接头的强度随着胶层厚度的增加而降低。     

INFLUENCE OF THREAD PITCH ON LOAD DISTRIBUTION ON THREADED END OF PRESSURE CYLINDER

０ＩＮＴＲＯＤＵＣＴＩＯＮＳｏｍｅｐｒｅｓｕｒｅｃｙｌｉｎｄｅｒｓａｒｅｄｅｓｉｇｎｅｄｓｏｔｈａｔｔｈｅｅｎｄｏｆｔｈｅｃｙｌｉｎｄｅｒｈａｓｔｈｒｅａｄｅｄｃｌｏｓｕｒｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ．Ｔｈｅｒｅｈａｖｅｂｅｎｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ...     

熔滴过渡对自保护药芯焊丝工艺性能影响的研究

研究了熔滴过渡形态和焊丝工艺性能的关系。６种过渡形式中颗粒过渡、射滴过渡是自保护药芯焊丝中较 理想的过渡形式。而短路非爆炸这种主要的过渡形式虽然飞溅小、电弧燃烧也较稳定,但对熔滴保护效果较差。 研究结果对于指导自保护药芯焊丝的配方设计、改进其工艺性能和力学性能具有重要意义。     

3自由度气浮台力学性能研究--自重作用对转动惯量矩阵及惯量主轴方向的影响

利用高等动力学理论分析了自重作用下,气浮台平台产生的变形对平台转动惯量矩阵的影响,用有限元法计算了各种欧拉角下的平台的主转动惯量和惯性积,给出任意欧拉角下的计及变形效应一次项时的转动惯量矩阵计算公式,结果表明由于平台变形使主惯性轴方向变化从而使气浮台姿态准确度产生误差.此误差主要受重力单独沿结体坐标系中某一水平轴作用时,平台对此水平轴与垂直轴的惯性积的值的影响.计算得出本例结构气浮台的最大姿态准确度误差为1.4×10-6rad(0.289角秒),完全能够满足卫星所需的姿态准确度要求.     

裂纹对弧齿锥齿轮接触应力影响研究

为全面掌握裂纹对弧齿锥齿轮接触应力影响,用Pro/E软件建立了无裂纹和含裂纹弧齿锥齿轮完整的三维接触模型,并基于有限元分析软件Ansys对模型进行了仿真模拟与数值计算,分析了无裂纹和含裂纹两种运行状态下不同接触位置上的接触应力。仿真结果表明:裂纹使弧齿锥齿轮的最大接触应力变化更加剧烈。从而得出了可以根据最大接触应力的变化情况对弧齿锥齿轮结构损伤进行故障诊断的结论。     

摩擦对叶片精锻预成形毛坯放置位置影响规律的研究

利用自行开发的叶片锻造过程三维有限元模拟分析系统对不同预成形毛坯在不同摩擦条件下材料充填模腔的过程进行了模拟分析,获得了叶片精锻过程中摩擦对预成形毛坯在模具中放置位置的影响规律:当摩擦因数较小时,材料首先充满左侧型腔,此时,要获得合格叶片精锻件,需将预成形毛坯在模具中的放置位置向右移动,不同截面右移的距离大约是叶片该型面弦长的5％-10％。随着摩擦因数的增大,材料几乎同时充满模具左右侧型腔,说明在该条件下预成形毛坯在模具中的放置位置是比较合理的。该研究对叶片精锻工艺的优化设计具有重要的指导意义。