复合材料垂尾盒段力学性能研究

目前复合材料垂尾已在多种型号飞机上使用,为保证设计优化和结构安全,复合材料垂尾盒段力学特性的研究十分必要.文中进行了垂尾盒段的弯扭试验,用MSC.PATRAN/NASTRAN建立了复合材料垂尾盒段的有限元模型并进行了计算.通过计算结果和试验结果的对比验证了模型的正确性.试验和模拟得出复合材料盒段力学性能.复合材料盒段加筋蒙皮受力情况十分复杂,蒙皮应变沿厚度线性分布,各层应力不是连续分布的,但是在层内却是连续分布的.加筋的存在增加了该处蒙皮的刚度,相同铺层角度的复合材料铺层沿着加筋条方向的应变分布情况相似,而且应变水平相近等.     

三维机翼翼盒的结构拓扑优化设计

为有效降低机翼的重量,合理布置材料,提高材料的利用效率,以机翼翼盒结构的概念设计为研究对象,借助ANSYS有限元分析软件,以结构的最小柔度为目标函数,以体积约束为约束函数,对单载荷工况下三维机翼翼盒进行结构拓扑优化设计,找出其主传力路径,并通过与二维机翼优化结果比较证明了方法的可行性.拓扑优化结果显示其结构型式新颖,翼梁和翼肋的数目、位置和形状在结果中都有一定程度的体现,具有一定参考价值,是一种具有良好操作性的、有别于经验设计的机翼结构概念设计新方法.     

民用飞机复合材料翼盒蒙皮损伤外补修理

复合材料结构的在使用过程中的各类损伤都影响飞机的飞行安全和运用成本,而成熟有效的复合材料结构损伤修理技术可以很好地解决这个问题.民用飞机复合材料机翼和尾翼的主翼盒作为主承力结构,主翼盒的蒙皮构型一般为层压板加筋结构.对于层压板加筋结构蒙皮的损伤,常用的修理方法包括机械连接修理和胶接修理.其中机械连接修理是外场修理时常用...     

复合材料翼盒装配工装研究与设计

以飞机复合材料翼盒为例,进行工装总体方案设计,重点研究了翼盒各零构件的装配定位方案。在总体方案的基础上完成工装结构设计,包括基于盒式连接的骨架设计和定位件设计。介绍了壁板位姿调整的基本原理,使用Geomagic Qualify和CATIA软件相关功能求取壁板最佳装配位姿,并设计了一种六自由度可调节的壁板边限位器与外形检测卡板配合,实现了在一定制造偏差范围内调整壁板位姿以满足设计要求的目标。     

复合材料尾翼盒段装配技术研究

为满足飞机高性能、长寿命、低成本的要求,国内各型号飞机研制中已经逐步开始使用或提高复合材料使用量,并逐步从小组件应用于翼盒等大部件中.然而,各主机厂对复合材料结构装配经验缺乏,难以满足产品高质量的装配需求.本文以某型机复合材料垂尾盒段为对象,提出复合材料零件定位原则及部件装配方案,设计数字化复合材料垂尾盒段装配型架.结合垂尾盒段结构特点,开展工艺参数试验,形成了一套基于T300级复合材料异质叠层的成体系的制孔工艺参数选择方案,实现了弱骨架复合材料部件的装配.     

考虑稳定性的复合材料机翼盒段优化分析

为了降低机翼结构的重量,对大展弦比复合材料机翼盒段分块进行优化设计,将各块的尺寸参数看作设计变量,应变和屈曲因子看作约束条件.经过优化后机翼结构重量下降9.36%,减重效果明显,并且满足所有约束.进一步分析了不同的扭转角和位移约束值对优化结果的影响.结果表明:在设计允许的范围内,扭转角约束对优化后机翼结构的重量影响较大;当约束值大于一定的范围后,位移约束对优化后机翼结构的重量影响变小.     

直升机复合材料涵道垂尾疲劳试验方法研究

复合材料在直升机上的应用水平已成为衡量直升机先进性的重要指标之一。复合材料涵道垂尾疲劳试验是直升机复合材料国产化的一个重要试验。本试验采用变频加载,试验周期相比以往同类试验缩短1/3。本文仅就复合材料涵道垂尾疲劳试验的实现方法进行阐述。     

复合材料结构垂尾翼尖损伤挖补修复技术研究

复合材料结构垂尾翼尖在服役过程中会受到强气流冲击或沙粒等外来物撞击,易发生风蚀、纤维断裂、掉块、凹坑和分层等损伤,若损伤未及时采取正确的方法进行修理,将会影响飞行安全.文中以某型飞机垂尾翼尖为研究对象,针对修理材料、结构特性及损伤类型进行分析,研究适用垂尾翼尖损伤维修工艺技术.采用胶接挖补干法和湿法修理,对修理前后试样...     

桥式起重机小车布置的优化设计

桥式起重机的小车高有起升机构和小车运行机构，为使小车轮压呈均匀分布，应对小车的机构布置进行优化设计。本文以已知小车轨距和轴距的小车为例，以轮压均分配为目标函数，按单钩起重小车的条件提出约束条件，对优化设计的结果进行了分析。     

复合材料传动轴智能优化设计

针对基本差分进化算法自身的缺陷,提出一种改进的差分进化算法,通过突变策略的改进和人为增加扰动向量,使得改进的算法具有较快的寻优速度和较好的全局搜索能力。基于改进的差分进化算法,建立了复合材料传动轴优化设计程序。对复合材料传动轴开展了以层数和铺层角为设计变量,传动轴强度、临界屈曲荷载和临界转速为约束条件,质量最小为目标函数的优化设计。通过典型非线性多模态函数寻优试验和工程算例,验证了改进的差分进化算法具有较好的全局收敛性,复合材料传动轴质量进一步降低了13.2%。     

气垫平台气孔布置方式的优化设计

应用复合势能函数理论及流体缝隙流动的理论,建立有关均匀分布的任意布孔方式的多供气阀（孔）气垫平台气垫场压力分布的计算公式。并且建立了对气孔布局参数进行优化设计的数学模型,应用离散变量优化方法进行优化计算,可得到较理想的气垫布孔方案。实验验证了该方法的正确性及优化结果的合理性。     

轻型卡车备胎装置布置的优化设计

介绍了备胎装置的工作原理,备胎装置布置遵循的原则及备胎装置布置过程中要考虑的与周围零部件间隙问题,并以解决市场问题为出发点优化备胎装置的布置,为后期新车型开发时备胎装置的布置提供了方法和依据。     

复合材料起落架舱门结构优化设计

基于有限元软件ANSYS建立复合材料起落架舱门参数化有限元模型,基于三明治夹芯板理论将蜂窝芯层等效为均质的厚度不变的层板,以蜂窝夹芯高度与复合材料面板各铺层厚度为设计变量,以铺层板、蜂窝夹芯的强度,结构稳定性以及结构刚度为约束函数,以结构质量最轻为目标函数,基于ANSYS优化模块首先选择零阶法进行优化得到粗略解,其次选择一阶梯度优化法进一步对夹层结构进行优化设计,得到最优蜂窝芯子厚度、蒙皮各铺层厚度.     

飞机复合材料蒙皮的优化设计

从工程实际出发,提出了一种针对连续纤维增强复合材料蒙皮的三级优化设计方案。能够从铺设角、铺层比例、铺层厚度、铺层块形状及位置以及铺层次序等多个方面给出层合板的设计参数。在设计过程中．加入了一系列与实际加工制造非常吻合的制造性约束,使复合材料层合板构件的优化设计结果具有非常好的可制造性。运用该方法对某型飞机复合材料机翼前缘蒙皮进行了优化设计,取得了良好的设计结果。     

典型复合材料加筋壁板优化设计

针对复合材料加筋壁板的稳定性优化问题提出了一种用混合罚函数法、Powell法、黄金分割法、改进的坐标轮换法和遗传算法相结合的混合优化算法.并通过优化程序实现了以加筋板的屈曲载荷最大为目标的优化设计,最后通过算例验证了优化方法的有效性,同时对优化结果进行了深入地分析.得到的结论对加筋板的设计有一定的指导意义.     

钢瓶自动化仓库优化设计与轨道布置研究

根据实际要求,设计钢瓶自动化仓库结构,包括货架的设计和机器人的设计,该机器人应该具有良好的状态保持性、稳定性、足够的刚度和合理的机构以保证运输钢瓶过程中的安全性。利用有限元的方法对关键零部件校核,同时确定在振动、行走机器人加减速以及轨道换向时各部分的受力及变形情况。最后选择轨道形式并对自动化仓库轨道布置进行规划,根据钢瓶自动化仓库的基本特征,建立自动化仓库的数学模型,以机器人完成取放钢瓶任务的时间为评判标准,讨论了几种轨道布置形式,通过对比最终确定一条主干道加上两条辅道的轨道布置形式。     

航空电子设备复合材料结构优化设计概述

复合材料由于其良好的性能而在航空电子设备中的应用越来越广泛。讨论了航空电子设备复合材料结构优化设计技术,对优化的数学模型展开论述,介绍了优化的五个层次的材料工艺优化、拓扑优化、位置优化、尺寸优化和铺层优化,同时阐述了它们的特点和相应的优化算法。继而针对航空电子设备,研究了复合材料结构综合优化方法。通过对某型天线罩进行结构优化设计,结果表明了优化方法的可行性。     

复合材料板簧副簧的优化设计

这里建立了轻型车复合材料副簧的力学模型,根据层合板理论,计算出了副簧的危险应力和最大挠度,并以强度和刚度为约束,以质量最小为目标函数,通过有约束最小化优化方法,对复合材料副簧进行了优化设计,得到了最小质量下的副簧的最佳尺寸。     

混合复合材料飞轮转子成本优化设计

基于平面应力理论,计算多层过盈装配混合纤维增强复合材料飞轮转子的应力分布;指出多层过盈装配复合材料转子多种可能的失效形式;结合增广Lagrange乘子法、粒子群优化(Particle swarm optimization,PSO)算法和经典梯度算法各自的优点,提出可求解非线性约束问题的且具有全局收敛性和较高计算效率的两阶段增广Lagrange粒子群优化算法(Two-stage augmented Lagrange particle swarm optimization,TS-ALPSO);利用TS-ALPSO优化算法,以多层过盈装配混合复合材料转子的分层半径、层间过盈量和转速为设计变量,研究多层混合复合材料转子的成本优化问题;并分析转子材料价格不变时,材料次序、分层数及过盈量对转子储能性能的影响;揭示出转子单位成本储能最大时,转子分层半径、层间过盈量及转速随转子材料价格变化的规律。     

复合材料尾梁开口区有限元优化设计

利用有限元分析方法,计算直升机尾梁连接平尾开孔区域的应力分布,并以此为依据设计并优化复合材料结构替代原金属结构。对比两种不同材料的有限元分析结果,发现复合材料层压板可以替代金属,作为直升机尾梁及开口区结构材料,并且可以有效减轻结构重量。利用一种新的模块化铺层替代方法对复合材料铺层厚度进行优化设计,得到合理的铺层优化方案。