大型飞机机翼上壁板强度设计技术

加筋壁板具有刚度好、重量轻、强度高的优点,现代大型飞机机翼壁板均采用这种结构形式。目前,机翼上壁板设计尚没有完备的方法,在较大程度上依靠试验和经验的分析技术,主要按稳定性设计。本文对机翼上壁板强度设计进行了系统性的研究,通过在设计技术上的提升和突破,掌握了现代飞机机翼上壁板在设计、分析、试验中的关键技术。     

基于Nastran的无人机机翼结构分析与优化

对打样设计中采用蒙皮、翼梁和翼肋结构的机翼,通过UG建立模型,运用Nastran软件进行有限元分析,确定其满足强度和刚度要求。对机翼结构部件进行灵敏度分析,确定蒙皮是对机翼性能影响最大的设计变量,并将其作为优化对象。在保证机翼结构强度和刚度的条件下,对蒙皮轻量化设计,得到蒙皮对机翼性能影响规律及最优蒙皮厚度。优化后机翼质量减轻37.19%。     

非牛顿流体材料在柔性变形机翼上的应用初探

传统飞机的机翼是针对某些特定飞行情况设计的,并不能使飞机在任何情况下均具有良好的气动性能。当前使用的刚性变形机翼能从一定程度上增强飞机对飞行环境的适应性,但是由于机翼部件之间的间隙等问题,这种变形并不能将飞机性能提升到最大。柔性变形机翼可以有效改善这一问题,但是当前其研究还停留在机翼蒙皮结构设计,并没有从蒙皮材料性质这一源头入手实现柔性机翼变形。本文提出利用非牛顿流体制作柔性机翼蒙皮的理念,设计了相关的机翼结构,指出了非牛顿流体机翼蒙皮的优点与不足。     

复合材料加筋壁板修理后压缩性能试验研究

由于机翼为主承力结构,蒙皮修理主要采用机械连接修理方式。本文针对民机复合材料机翼上蒙皮壁板结构的离散源损伤开展了修理方案设计、试验验证及分析研究。首先,根据损伤类型和上蒙皮壁板的传载特性,设计了机械连接金属补片修理方案,并制造了包括损伤和损伤修理两类试验件,进行了试验验证,修理后承载能力提高了133%,能够满足一般民机复合材料机翼蒙皮设计许用应变的要求。但该修理方法使得试验件修理区域较原结构刚度偏大,造成试验件修理区域承载高于两侧长桁。另外,修理补片会造成试验件提前出现载荷偏心弯曲。虽然修理补片的刚度和强度还有待进一步优化,但该修理方法依然可为今后民机复合材料机翼修理方案的设计提供参考。     

液压作动器协调加载调试台设计

以某型机翼载荷校准试验为背景,设计了一种用于飞机载荷校准试验的液压作动器协调加载调试台。通过空气弹簧模拟飞机机翼刚度,实现变刚度模拟,对作动器进行单点或多点协调加载的性能参数调试。调试后将作动器安装到真实机翼处进行校准试验,不仅提高了作动器的跟随性,优化了控制参数,同时提高了试验的效率和安全性。该调试台不仅实际应用效果良好,并且能够扩展到其他领域液压作动器协调加载调试中,有很好的工程应用前景。     

飞机复合材料C型框研究

复合材料具有密度低,比强度和比刚度高,以及裂纹扩展速率较低等特点,先进复合材料已经成为飞机的主要结构材料,在新型民用飞机中已经大量使用。对典型的复合材料C型框结构进行弯曲试验,比较了两种不同削层方案的碳纤维增强复合材料C型框结构的抗弯曲性能。试验证明了递减削层方案的抗弯曲性能要优于递增削层方案,为复合材料在飞机上的应用积累数据和经验,为飞机复合材料结构设计提供参考。     

基于协调加载控制的飞机机翼模拟试验台设计

在飞机结构试验领域内,大型机翼在加载试验中会产生大位移变形.多个作动器加载位移相差较大,需要控制多个作动器进行协调加载.为了达到调试该协调加载控制系统的目的,设计了机翼模拟调试试验台.试验台采用空气弹簧来达到调节机翼刚度的作用.最后运用有限元分析验证了试验台的可靠性.     

基于激光跟踪仪测量系统的翼身对接技术研究

飞机大部件对接是飞机制造的关键环节,大部件对接的准确度决定了飞机的整体质量。翼身对接作为飞机大部件对接的重要组成部分,其对接质量尤为重要,为提高翼身对接的质量,对基于激光跟踪仪测量系统的翼身对接技术进行研究。首先,对机身与机翼对接的测量基准点进行了选取和对机身的对接工装以及机翼的调姿装置进行了设计。之后,应用激光跟踪仪对机身与机翼测量基准点进行跟踪测量,在线测量控制系统根据测量结果,对机翼位置进行反复调整与修正。最后,对机身与机翼测量基准点的测量数据进行分析,并对翼身对接准确度进行判断。     

某通航飞机全机静力试验随动约束装置设计

全机静力试验中,试验机悬空支持,通常采用六自由度静定约束,支持部位通常选择试验机上如起落架、发动机等刚度较大的非考核部位。考虑约束部位在试验过程中的变形,导致试验机姿态发生变化后试验加载误差增大,约束部位产生附加载荷或刚度。针对某通航小型飞机,提出了一种针对小型飞机全机静力试验的支持和约束方案,设计了起落架随动约束装置,并通过试验验证了该随动约束装置设计的合理性和可靠性,为类似小型飞机结构强度试验支持和约束装置设计提供了一种新的方法。     

一种可变刚度的载荷校准试验调试台架

载荷校准试验是应变法飞行载荷测量工作中必要的环节,其试验结果决定着飞行载荷测量成败。通常载荷校准试验是在飞机上实施的,具有较大的风险,为此在正式试验前要进行加载设备调试、工况演示,进而实现工况优化,降低试验风险。针对调试试验提出了一种可变刚度的载荷校准试验调试台架,通过对空气弹簧调节台架整体刚度,实现机翼受载后的变形模拟。试验结果表明,该调试台架的功能和承载能力能够满足调试试验的需求,能实现大展弦比机翼的大变形模拟。