全机静力/疲劳试验设备配置总结

全机静力/疲劳试验是考核和验证飞机结构设计、静强度和刚度是否可靠,疲劳寿命是否满足设计要求的重要手段。试验通过预定方案向飞机结构施加设定的载荷,然后测量飞机的响应,以确定其结构特性。本文根据飞机结构强度技术的发展,对全机静力/疲劳试验的设备配置进行总结。     

基于内聚力行为的复合材料L型胶接接头分层扩展研究

复合材料胶接接头是飞机结构中常用的典型结构之一,分层损伤是复合材料胶接结构最重要的损伤形式。以L型胶接接头为研究对象,开展静力和疲劳试验,分析其静力和疲劳分层的扩展规律与失效模式。基于内聚力本构关系,发展了复合材料静力和高周疲劳分层本构模型。采用有限元软件建立了复合材料L型胶接接头的静力和疲劳数值模型,对其应力分布、变形模式和分层扩展规律进行系统研究,数值结果和试验结果吻合良好。结合试验和数值计算方法,共同揭示L型胶接接头在静态和疲劳载荷作用下的分层起始、扩展和失效机理,为复合材料胶接结构的强度和疲劳寿命分析提供理论和工程指导。     

铰接的特点及其在飞机结构设计中的应用

以铰接为主要对象,研究铰接的特点及其在飞机结构设计中的应用。介绍了铰接的原理及假设理想铰接的意义和方法,分别对飞机主起落架、机身中部地板梁、翼身整流罩拉杆设计中采用的典型铰接结构进行了力学模拟简化,分析了铰接对结构之间传力模式转化起到的作用和对结构刚度设计的影响。说明铰接可以使结构部件之间获得较好的柔性连接,避免关键结构承受有害载荷,在飞机结构中应对结构连接进行合理设计,以提高结构效率。     

大型飞机垂尾飞行载荷设计解析

在固定翼飞机飞行的过程中,作用于机体结构表面的飞行载荷不应对飞机飞行的安全性与稳定性造成影响。如何准确计算出飞机飞行过程中的飞行载荷对于飞机结构强度设计具有极其重要的指导意义。而对于大型飞机,机翼、平尾、垂尾等部件又作为主承力部件承受了绝大部分的飞行载荷,因此确定这些主翼面上的飞行载荷工作显得尤为重要。本文以某大型飞机为例,具体分析飞机机动飞行过程中垂尾飞行载荷的设计计算相关内容。     

座椅与机体连接强度试验方法研究

民航规章23部785条要求正常类飞机座椅与机体结构连接必须满足飞机最大载荷系数下的强度要求。用试验验证条款是新机设计较常用做法,SAE AS 8049中详细规定了座椅与机体结构强度的试验要求。     

基于Workbench的龙门五轴联动机床多种位姿下的静动态分析

针对龙门机床运行过程中在外载荷影响下因刚度不足而产生的震颤问题,利用Solidworks建立虚拟样机,导入Workbench,并按照实际工况施加预应力对模型进行了结构静力、自由模态和预应力模态分析.结果表明,外载荷使机床的固有频率明显减小,振型变大,因此在实际工作中不可忽视外载荷对机床振动的影响.     

飞机起落架疲劳损伤估算及其特点

以战斗类飞机和运输类飞机主起落架为例,通过飞行实测获得起落架在实际工作过程中的载荷-时间历程(即实测载荷谱),并利用M iner准则对其疲劳寿命进行了估算。计算结果表明:战斗类飞机和运输类飞机起落架在着陆滑行段所造成的损伤分别占各自总损伤的75%以上和60%以上,运输类飞机在着陆瞬间撞击对起落架所造成的损伤约占总损伤的40%。通过分析战斗类飞机和运输类飞机的起落架疲劳损伤特点,为其可靠性设计和结构优化设计等提供了重要依据。     

静力触探比贯入阻力与载荷试验界限荷载的相关分析

作为地基的模型,载荷试验常被用作确定地基承载力的一种重要原位测试手段,但在实用中往往受到试验周期长及加荷条件麻烦而不可能对每个建筑场地都进行,而静力触探试验则较为方便易行。因此,笔者在省内选择了有代表性的5000cm~2方形载荷板的试验资料与静力触探试验资料进行对比,用数理统计方法建立静力触探比贯入阻力Ps与载荷试验的界限荷载Pnp的相关关系,借此关系可用Ps值推算Pnp。     

采用邓柯莱法和瑞利法的振动夹具设计

为了满足地面试验的需要,对链式结构形式的某飞机结构成品件振动试验的夹具进行了分析与试验。以飞机的整体结构频率为目标,基于瑞利法和邓柯莱(Dunkerley)法估计夹具的基频范围,确定了夹具的结构形式。运用有限元软件对夹具进行动力学分析,确定了夹具结构的几何参数。运用所设计的夹具进行该成品的振动试验。结果表明:所设计的夹具能满足振动试验的要求。     

考虑气动弹性影响的机翼复杂气动外形设计研究

根据气动-结构一体化设计思想,结合机翼在真实飞行条件下受到气动载荷产生弹性变形的问题,进行了一种考虑静气动弹性影响的复杂机翼气动外形反设计方法研究.气动载荷及机翼结构弹性变形由基于非结构网格的三维Euler方程耦合结构力学平衡方程求解得到;用Takanashi余量修正方法作为机翼反设计方法,进行"复杂机翼气动弹性分析-简单光滑机翼反设计"循环迭代设计.以某型带有挂架及翼梢小翼的支线飞机大展弦比机翼作为设计算例,设计结果表明发展的设计方法是可行的,具有很高的工程实践意义和实用性.     

虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用

为了准确分析飞机着陆过程中的飞机地面载荷,将虚拟样机技术应用到飞机动力学仿真分析中,基于ADAMS软件对飞机地面载荷进行分析计算.首先在ADAMS/Aircraft下建立全机仿真模型,然后利用全机仿真模型进行飞机地面载荷仿真计算,最后分析不同着陆参数和机身刚度特性对飞机地面载荷的影响,并通过实例计算可以看出相对于传统方法而言,虚拟样机技术在飞机地面载荷分析中的应用能提高飞机地面载荷计算的计算效率和准确性,也使得分析过程更加直观和方便.     

基于点云和设计模型的仿真模型快速重构方法

随着产品装配质量要求的不断提高,为了在CAD模型仿真试验中快速且准确地表达零件实际加工质量,提出基于点云和设计模型的仿真模型快速重构方法. 采用“一面两孔配准”方法,将零件实测点云数据配准到设计模型上;根据设计模型边界提取出曲面重构所需的控制顶点;采用非均匀有理B样条（NURBS）方法对控制顶点进行曲面拟合;根据仿真需求,结合边界表示法（BREP）和构造实体表示法（CSG）实现模型表面的局部和快速替换. 在CATIA中开发基于实测点云数据和设计模型的仿真模型快速重构模块,和基于可拓展标记语言（XML）和特征完全匹配的数字预装配模块. 以某航空企业典型零件和舱门预装配为例,验证该方法的重构精度和效率及其在预装配仿真中的高效性和准确性.     

一体化雷达散射截面计算方法研究

针对传统RCS分析中，目标建模与RCS计算的分立状态，提出了一种一体化计算方法。将RCS图形算法集成到CAD造型软件中，为目标外形设计和RCS分析提供了一个完整的解决方案。计算实例说明，这种方法不但能够满足精度要求，而且可以极大地简化前处理工作，提高目标设计的总体效率。     

飞机舱室内噪声预测及软件开发

应用面向对象及可视化技术，开发了一套飞机舱室内的噪声预测软件。该软件利用统计能量法对整个飞机及其所处环境进行子结构划分、功率流分析及外部激励处理，研究了飞机壁板的隔声量及其内部声场分布，为用户提供操作简单的界面，初始参数选择灵活，分析结果可为飞机舱室降噪提供依据，后处理直观明了。     

SolidWorks分割线特征在有限元分析中的应用

Solidworks是一款功能强大的三维CAD软件。在使用solidworks对零部件进行有限元分析过程中,约束和载荷条件是关键。提出通过巧用分割线特征对零件表面进行分割的方法,解决了某些场合载荷约束条件添加困难的问题,提高分析结果的精确性。     

三维激光技术在砂石方量自动测量中的应用

集料是生产沥青混合料的重要原材料之一,其库存量体积计算效率与精度对集料智能化管理具有重要意义. 针对传统人工盘点集料体积方法存在效率低、精度差等问题,应用无人机倾斜摄影测量技术进行集料体积的自动化计算研究. 以北京市政路桥建材集团怀柔沥青厂室外仓库集料为研究对象,应用大疆“御”Pro行器、Agisoft Metashape软件,基于无人机倾斜摄影测量技术采集集料影像,基于运动恢复结构算法建立集料稀疏点云,基于多视角立体算法生成密集点云,基于表面重建算法、纹理映射算法生成具有表面纹理的三维模型,实现沥青集料的可视化管理,基于生成的集料点云研究基于三角网法的集料体积计算方法. 结果表明,采用无人机倾斜摄影技术能够快速获取室外仓库集料影像,提高集料体积计算效率,精度相对于传统方法较高,满足工程需要. 模型参数设置对最终结果无显著影响,但模型参数设置为最高时会造成建模时间显著增加,因此模型参数设置为最低时,将会大大节省时间、提高建模效率,在实际应用中具有重要意义. 研究为集料可视化管理、智能化管理提供技术支撑,具有较强的工程实用价值.

     

非均匀外压下含磨损缺陷套管的挤毁极限载荷分析

采用非线性有限元方法，按平面应变问题处理，分析了含磨损套管受井下非均匀外压作用时的挤毁极限载荷及挤毁失效方式，同时计算了含磨损套管受均匀外压作用时的挤毁极限载荷，与试验结果比较吻合。研究结果表明，套管在均匀外压下发生挤毁时，极限载荷最大，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管外凸出，屈服区主要分布在套管塌陷部位外壁及磨损部位的内壁。非均匀外压下发生挤毁时，挤毁模式是套管磨损部位的管壁向管内方向塌陷，屈服区域主要分布在套管挤毁后凸出部位内外壁及塌陷部位的内外壁。且外压分布越不均匀，挤毁极限载荷越低；套管偏心度越大，抗挤能力越差。     

飞机载荷谱实测数据并行统计处理算法

针对飞机载荷谱数以万亿计的实测数据,为了提高统计处理运行效率,提出了飞机载荷谱实测数据处理的并行算法。本文对载荷谱实测数据处理模型进行了多级并行化分析,在此基础上论述了粗粒度、中粒度、细粒度级并行处理方式,建立了两种并行处理算法——基于机型数据流的粗粒度与中粒度并行数据处理算法和基于某起落数据流的中粒度与细粒度并行数据处理算法。在小规模对称多处理器(Symmetrical multi-processors,SMP)集群运算平台下进行比较测试表明,可大幅地提高载荷谱数据处理运行效率,在8核运算环境下,最高能获得5.82的加速比,为飞机载荷谱实测数据处理研究领域进行大规模科学计算和提高数据处理效率提供了新的技术途径。     

预应力混凝土箱梁桥静载试验评定与分析

桥梁的静载试验是检测桥梁结构承载能力、分析桥梁静力特性的重要手段.以兰州市小西湖黄河预应力混凝土箱梁桥为背景,采用结构分析商用程序MI-DAS/CIVIL建立三维实体单元有限元模型进行静载试验计算,分析了预应力混凝土箱梁桥在设计荷载作用下的挠度特性、承载能力以及应变特性.通过实测值与理论计算值的比较,讨论分析结构校验系数得出该桥梁的实际强度、刚度以及了解结构的实际运行状况,从而对其作出科学客观的评定.     

基于AHP和TOPSIS法的空间负荷预测

配电网空间负荷预测的核心问题是负荷密度指标的选取,目前选取负荷密度指标的方法一般难以满足实际工程中对精度的要求．引入AHP和TOPSIS法求取负荷密度指标,运用AHP法确定评价指标的权重,运用TOP-SIS法进行评价指标的规范化和排序计算,量化影响负荷密度指标的因素,选择负荷密度指标,并在此基础上采用相似度方法进行负荷密度的修正．将该种算法和模型应用于大量实际的工程项目,证明了该模型和算法能够快速计算出负荷密度指标,并且能够保持一定的精度,适用于工程实践中的空间负荷预测．