民用飞机机身壁板桁条端头设计方案研究

在民用飞机机身结构设计中,长桁端部连接设计是飞机设计的难点之一。在机身壁板强度分析时,长桁接头主要以静强度为判定标准,而在受拉区域则需考虑其疲劳性能,而长桁和框连接钉的载荷是决定其疲劳性能的关键参数之一。本文通过对长桁端头连接的简化,利用MSC.PATRAN/NASTRAN中的紧固件模块进行模拟和分析,给出了长桁端部连接优化的斜削方案,供设计者参考。     

民用飞机典型金属机身壁板设计方法

针对民用飞机典型机身机身壁板,介绍了壁板的受力形式,并从材料选择、蒙皮分块、蒙皮最小厚度、长桁截面设计、长桁布置等方面,提供了一套设计计算方法,并给出了初步设计尺寸的设计原则。     

民用飞机长桁接头等强度设计法

民用飞机金属结构机身一般是由隔框、长桁、蒙皮组成的半硬壳式结构,由于材料供应限制及工艺需要,机身长桁通常由几段连接而成,长桁接头数量繁多,是飞机结构的一种重要连接件。如何在工程设计中快速设计出满足使用要求的长桁接头?笔者在工程设计中使用等强度设计法。     

叠层厚度对低传载连接件疲劳性能的影响

<正>point民用飞机外翼盒段下壁板蒙皮与长桁的连接是典型的低传载区,本文设计了四种不同叠层厚度的试验件,进行了疲劳性能试验。根据其DFR值,对比得到叠层厚度对其疲劳性能的影响。民用飞机外翼盒段下壁板蒙皮与长桁的连接是典型的低传载区,即蒙皮与长桁间的载荷传递低于轴向施加载荷的10%。采用典型的低传载试验件对蒙皮与长桁的连接进行试     

民用飞机隔框结构设计

隔框是飞机机身常用的主要传力及承力结构,其结构通常由框缘、加强筋及腹板组成。框缘和加强筋是隔框的主要受力部位,在结构传力中起主导作用,腹板能承受一定的面内剪力及正应力。为了减轻结构重量,满足机载系统的安装要求,通常在隔框腹板上开孔让系统通过。隔框是机身上的横向受力构件,可分为普通隔框和加强隔框两类。存在集中载荷的区域通常使用加强隔框,如机翼的前、后梁处,集中载荷通过加强隔框分散并传给机身壁板。本文介绍并总结了飞机上常用隔框的种类、选材、工艺等,并详细介绍隔框设计的方法。     

环向裂纹机身壁板剩余强度研究

本文设计了一种环向裂纹机身壁板剩余强度研究试验件。对试验件进行了有限元分析和计算,计算了其在两跨裂纹长度下的应力强度因子,进而依据材料的断裂韧度,计算了含两跨裂纹的机身壁板结构承载能力。在分析的基础上进行了试验,获取其剩余强度。通过对比有限元分析和试验结果,表明通过有限元分析方法进行机身壁板剩余强度研究是可靠的,且是偏安全的,可以用以指导机身壁板的初级阶段设计。     

飞机机身壁板结构压损稳定性研究

本文旨在通过对比飞机中广泛运用的机身壁板结构的压损稳定性试验和"板元法"[1]分析结果,得出航空设计中常用的工程算法"板元法"的保守量,供航空设计师参考。本文选取常用铝合金长桁进行压损稳定性试验,选取了"Z"形和"T"形两种飞机设计中常用的型材,而每种截面又选用了两种不同的材料,同时采用板元法对此进行理论分析,对比试验结果和板元法分析结果,最终发现:对于单根长桁,"板元法"算法具有10%~15%左右的保守量,而对于组合长桁,"板元法"保守量则要降低,大约为3%~10%左右。     

大型民机金属结构机身框与长桁间连接角片的细化有限元模型建模方法研究

正对大型民机机体结构建立有限元模型进行强度分析是民机结构强度分析的主要手段之一,随着计算机运算能力的不断提高,有限元模型由原来的自然网格有限元模型逐步向网格尺度更小的细化有限元模型发展,这对细化有限元模型中飞机结构的建模方法提出了新的挑战。连接角片是连接机身框与长桁的常用结构件,主要作用是使机身框和长桁之间能互相提供支持且变形协调,是飞机上除了紧固件之外数量最多的零件之一,     

机身壁板疲劳试验件过渡区设计

本文对机身壁板环向对接疲劳试验件的传力特点进行了分析,设计了三种含不同过渡区的试验件,分别计算了它们过渡区危险细节处的疲劳寿命,并进行了对比,结果表明过渡区采用指形变厚度垫板试验件的载荷传递更加缓和,长桁和蒙皮的工作应力较均匀,过渡区与考核区最短寿命之比更高,更能满足疲劳试验件设计技术要求。     

大型民用飞机框与长桁、蒙皮的连接结构分析

文章主要分析了目前几种主流大型民用飞机A320,波音737,波音747飞机机身框与长桁、蒙皮连接的不同结构形式的优缺点。     

长桁蒙皮截面积比对复合材料壁板压缩屈曲的影响

本文研究了不同的长桁-蒙皮截面积比例对复合材料承压板屈曲载荷的影响。选用典型飞机加筋壁板铺层比例,结合常用的复合材料的设计限制完成了蒙皮和长桁铺层设计。并利用ABAQUS有限元软件建立模型进行线性屈曲计算,结果表明加筋板的屈曲载荷出现两处极大值点,分别为长桁/蒙皮"等屈曲点"和"等截面积"点。计算结果与试验一致,结论可供飞机复合材料承压加筋板类的结构设计参考。     

某型飞机机身壁板鼓胀效应研究

本文介绍了国外机身壁板鼓胀效应研究的理论背景,在国内首次提出了一种新的基于有限元计算的机身壁板鼓胀效应研究方法。通过ANSYS建立有限元模型,模拟了某型飞机机身壁板框间裂纹,框下裂纹(框完好)和框下裂纹(框断开)3种情况下的鼓胀效应。通过对ANSYS软件进行二次开发,计算了这三种情况不同裂纹长度组合下的应力强度因子,并与平板理论解进行了对比分析。     

机身壁板轴压载荷作用下屈曲试验研究

本文以运输类飞机的机身壁板为研究对象,对其进行轴压压载荷作用下屈曲的试验研究,通过引入分散率的控制方法,得到了合理的壁板轴压初始屈曲载荷及破坏载荷。同时对运输类支线飞机机身蒙皮轴压弹性屈曲稳定性控制要求进行了探索,得到合理的控制为后续的设计工作提供参考。     

短桁条与长桁加筋平板的压缩稳定性研究

本文通过有限元分析与理论计算的方法,对短桁条加筋平板、长桁加筋平板和无加筋平板的压缩稳定性进行了对比分析。分析结果表明,短桁条加筋平板的压缩失稳应力远高于无加筋平板,而低于长桁加筋平板。在工程计算中,对于短桁条加筋板,将短桁条视为铰支边界,按铰支平板相关公式计算压缩失稳应力是一种偏安全的计算方法。     

典型机身长桁连接强度校核

本文以典型机身长桁连接为研究对象,给出了典型机身长桁连接区域的长桁、蒙皮、连接接头及紧固件强度校核的一种工程计算方法。主要校核了连接区域孔的挤压强度、紧固件的剪切强度,连接接头的拉伸强度。     

民用飞机气密端框结构设计

<正>point出于旅客舒适性的考虑,民用飞机常使用增压座舱。适航明确要求座舱压力高度不得超过2438米(8000英尺)。为保证气密性,通常使用气密端框来隔开增压舱和非增压舱。气密端框除了要起到给机身支撑、维形作用,还要承受压差载荷,属于加强框。民机常用的气密端框有平板式和球面框两种。平板框结构简单、易于装配,常用在空间较小,周围结构协调关系较多的区     

某桁式组合拱桥的荷载试验研究

某桁式组合拱桥由于长期的使用导致桥体积累了许多病害,为评价该桥的结构性能和承载能力,时其进行了结构计算和荷载试验,为同类桥梁的试验检测和结构承载能力的评定提供参考。     

民用飞机中后机身壁板结构设计分析

重量是衡量飞机设计的重要指标之一,而壁板在民用飞机机身重量中占比很大,壁板设计尤为重要。本文以使用新型铝锂合金材料的某型号飞机中后机身壁板为例,研究其结构特点和设计的关键点,对民用飞机壁板的设计提供一定的依据和参考。     

民用飞机金属结构损伤容限验证试验方法

<正>概述民用飞机金属结构损伤容限适航评定的符合性方法以分析为主,但必须通过充分的试验来验证分析方法,包括裂纹扩展方法和剩余强度分析方法。AC25.571-1D中提供了一些主要结构件(PSE)的实例,新设计的飞机可选取典型的PSE元件进行损伤容限验证试验,例如机翼壁板、机身壁板、主要连接接头等试验项目。由于试验     

国外民用客机中机身地板结构综述与分析

民用飞机中机身地板结构是中机身结构的重要组件,相对典型机身段,其结构形式较为特殊。本文分析了三种国外典型民机的中机身地板结构形式,主要介绍了它们的结构布置和主要承力构件,所承受的主要载荷和传力路径,对重要结构细节设计也做了分析。最后对这三种典型中机身地板结构进行对比,总结出各自的设计思想和优缺点。