水陆两栖飞机着水响应模型与数值分析

水陆两栖飞机需要在水面反复起降,其着水响应特性相对陆基飞机水上迫降要求更为苛刻.文中基于LS-DYNA仿真平台建立了飞机结构和水体耦合的数值模型,采用ALE耦合算法分析了飞机着水时重心过载、机身底部压力的变化过程,同时研究了着水攻角、下沉速度及升力对着水过载特性的影响.结果表明:着水后瞬间重心过载和机身底部压力达到峰值;着水攻角、下沉速度和升力均对机体着水过载特性有较大影响.分析结果为水陆两栖飞机的结构设计提供了参考.     

民机机身结构适坠性数值研究

以某型民机机身舱段结构为研究对象,建立了机身舱段结构有限元模型,通过LS-Dyna软件进行了机身结构坠撞过程模拟,得到了不同条件下机身结构坠撞响应,研究了机身结构适坠性与其局部结构布局、坠撞边界条件及吸能材料应用间的关系,分析了机身变形、客舱地板加速度变化等适坠性关键因素。结果表明:机身结构变形随着初始撞击速度的增加而增大,变形部位由机舱底部扩展至舱内地板结构;通过采取支撑结构、在客舱地板下填充泡沫材料等抗坠毁吸能设计,延缓客舱地板加速度峰值出现的时间,可降低客舱地板加速度峰值,有效提高机身结构适坠性。     

楔形体入水冲击响应的试验研究及应用

结构物在入水过程中会受到较大的冲击载荷,严重影响结构和结构内部人员的安全,因此入水问题的研究在航空航天和军事领域具有实际意义。以简单的楔形体为研究对象,进行了垂直入水的冲击试验,采用高速摄像机采集了楔形体入水过程的图像,并且考察楔形体入水过程的加速度的响应,通过滤波消除高频信号,得到合理的加速度响应值。结果表明:楔形体密闭空腔对加速度响应有重要影响。依据相似准则,通过试验模型的数据,预测了实际大尺寸的飞机结构的入水冲击响应,研究结果对入水结构的设计具有一定的参考价值。     

结构物入水冲击表面压力的模型研究及应用

结构物在入水过程中表面不同部位会受到不同程度的冲击,严重影响结构和结构内部人员的安全,因此入水问题的研究在航空航天和军事领域具有实际意义。以楔形体和弧形体为研究对象,进行了自由下落多工况的入水冲击试验,对PVDF压电传感器进行了静动态参数标定,采用该压电传感器采集了结构物入水表面的压力分布值。然后运用LS-DYNA软件对试验工况结构物入水工况进行了数值仿真,对压力的测量结果做了进一步验证,并分析了不同因素对结构表面压力的影响。最后依据相似准则,通过试验模型的数据得到实际飞机结构的入水冲击响应,对入水结构的设计具有一定的参考价值。     

飞机复合材料板簧式起落架与机身结合处强度有限元分析

为验证飞机复合材料板簧式起落架与机身结合处强度,通过有限元分析方法研究了其整体变形,以及应力和应变情况。结果表明,起落架两侧支柱端部处出现最大位移,机身底部凹槽拐角处出现最大拉伸应变,起落架与机身用夹板结合的区域出现最大拉伸应力,靠近起落架与机身用销钉固定的部分区域出现最大压缩应变,机身底部拐角部分区域出现最大压缩应力,其位移、应力和应变值均符合强度和刚度要求,设计合理可靠。     

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。     

浅析飞机结构的一些疲劳破坏问题

疲劳破坏是机械构件的"致命杀手"。首先对飞机失事事件中的疲劳破坏问题进行了讨论,发现疲劳破坏常出现在飞机机身、机翼等结构上;随后对飞机典型结构的疲劳破坏研究情况进行了简单的总结;最后对疲劳破坏问题对飞机设计准则的影响进行了讨论。     

冷气电磁阀的故障分析及修理方法

冷气电磁阀是飞机冷气系统的一个重要元件,它是用来控制飞机降落时把阻力伞抛出来降低飞机在跑道上的滑跑速度,在有效的跑道长度内飞机安全降落。如果冷气电磁阀在工作的过程中出现故障,就有可能造成飞机降落时速度过快冲出跑道的严重事故。为了预防事故的发生,本文从冷气电磁阀的组成(构造)、工作原理出发分析了它的故障和修理方法。     

锂离子电池快速充电的应力调控

难以同时实现高充电速度和长循环寿命，已成为当前锂离子电池快速充电技术的主要问题。从快速充电时电池劣化的内在机制入手，以正极活性颗粒扩散诱导应力为抓手，提出了锂离子电池快速充电的应力调控方法：在充电开始后短时间内使活性颗粒的扩散诱导应力迅速达到强度，并在随后充电过程中使扩散诱导应力保持在强度值。进一步地，为解决应力调控充电方案初始无限大电流的问题，提出了包含初始恒流阶段和应力调控阶段的恒流-应力调控充电方案。通过与传统恒流充电、升压充电和指数电流充电方法对比，提出的快速充电应力调控方法能有效实现充电速度、峰值应力和可用容量的最优化平衡。     

飞机增稳结构振动研究及其裂纹成因分析

为了分析某型运输机机身尾段增稳结构根部频繁出现裂纹的原因,基于有限元模态分析理论的随机振动响应计算方法,通过逆向工程提出了利用飞行实测振动谱对增稳结构进行虚拟激励,得到结构理论计算的随机振动响应值。根据实测振动数据计算结果与理论分析,发现该型飞机增稳结构根部裂纹形成的原因为飞行中部分时段增稳结构已经出现共振或接近共振状态,在共振放大作用下增稳结构根部生成危害飞机飞行安全的裂纹。该分析结果为运输机类飞机增稳结构后续改进和优化设计提供理论参考和数据支持。