复合材料全尺寸试验件引入损伤概述

由于复合材料结构的特殊性,复合材料飞机零件在制造和使用过程中会产生缺陷或者损伤,因此在进行飞机复合材料全尺寸适航符合性验证试验时,全尺寸试验件必须考虑到制造缺陷和冲击损伤。文章主要通过阐述飞机复合材料全尺寸试验件引入损伤的必要性、引入损伤的类别、引入损伤的原则等方面入手形成复合材料全尺寸试验件损伤引入的方法。     

复合材料孔板结构渐进疲劳损伤分析

随着复合材料结构在工程中的广泛应用,基于有限元方法的复合材料渐进损伤分析作为一种工程辅助手段得到快速发展。文章通过采用国内外常用的失效准则、材料退化模型和疲劳寿命模型建立渐进疲劳损伤模型,对有限元软件ABAQUS进行二次开发,通过UMAT子程序实现渐进疲劳损伤模型的计算过程,分析得到复合材料孔板结构的疲劳失效形式以及疲劳寿命,并通过试验验证。在工程上利用有限元分析结合试验验证,可以缩短产品设计周期,节省试验成本,提高设计优化水平,具有重要工程意义。     

基于SHM的接头结构损伤检测概率试验研究

文章针对结构健康监测系统,发展了一种损伤检测概率计算方法,以飞机金属接头结构的疲劳裂纹损伤进行了试验研究。试验中采用结构健康监测系统中的应力波信号的波包能量作为系统信号响应,采用信号响应分析模型来计算得到损伤检测概率曲线。该算法可以比较真实地反映结构健康监测系统的损伤检测能力,适合工程实际应用。     

木-混凝土组合梁栓钉剪力连接件疲劳性能研究

文章通过两个推出件疲劳试件和两个木-混凝土组合梁疲劳试件,研究栓钉剪力连接件在木-混凝土组合梁中的疲劳性能。根据国外实体木-混凝土组合桥梁在公路I级情况下单个剪力连接件承受荷载情况,对推出件进行200万次循环的疲劳试验。试验结果表明:推出件在200万次循环作用下整体结构没有发生破坏,但在螺栓和木块的交界处会因反复荷载出现孔洞,木块发生变形,局部发生破坏。组合梁在承受循环荷载时支座处的剪力连接件最先发生失效,木梁与混凝土板最先发生分离。同时通过有限元模型分析验证试验结果的准确性,得出有限元分析云图与试验现象一致。     

民用飞机复合材料蜂窝夹层板耐火试验研究

复合材料蜂窝夹层板是一种承载效率高且可以有效减轻重量的结构,广泛应用于民用飞机结构设计中。根据民机适航要求,飞机结构中应用复合材料的特定区域需要满足耐火要求。文章以复合材料蜂窝夹层板为例,开展耐火试验研究,针对耐火试验判据、试验设计、试验设备、试验步骤和试验结果进行分析,结论表明夹层板满足耐火性能要求。本研究成果可供复合材料耐火试验分析和验证时使用。     

三体船连接桥材料及疲劳分析

文章主要从结构材料的选择和重点部位的疲劳强度对连接桥进行设计研究。首先对3三种船舶建造材料进行对比分析,确定连接桥结构选用铝合金材料,然后建立了连接桥结构有限元模型,对重点区域进行细化分析,并对疲劳区域进行结构优化,得出了通过增加肘板,可有效改善疲劳性能的结论。     

采用非线性有限元分析技术预测复杂飞机结构静强度承载能力

文章采用非线性有限元分析技术对复杂飞机结构的静强度承载能力进行了计算。非线性有限元分析考虑几何、材料和接触非线性三种非线性类型。有限元分析结果与试验结果吻合。通过该工作表明,采用非线性有限元分析技术能够获得复杂结构的准确应力状态,结合适用的强度理论,可以精准预测复杂结构静强度承载能力。     

双馈式风力发电机组齿轮箱异常摆动的对策研究

双馈式风力发电机组主要由叶轮、轴系、齿轮箱、发电机等大部件组成,各大部件的正确组装,可以保证双馈式发电机组长时、高效地进行发电。在整个风力发电机组系统中,任何一个环节出现问题,都会导致整个系统的失效。不仅要全方位地保证各个部件安全、有效,同时还要通过设计角度、工艺角度、质量保证角度等方面,保证各部件连接的安全有效。整个系统各部件、各部件连接的可靠性,是保证整个风力发电机组可靠运行的前提。其中,轴系与齿轮箱的连接在整个发电机组的装配过程中起到非常重要的作用,低速端叶轮的转速通过轴系传递给齿轮箱,再通过齿轮箱进行增速,齿轮箱高速端通过联轴器与发电机进行连接,从而进行发电。文章主要研究齿轮箱异常摆动对接对整个风力发电机组的影响及解决方案。     

基于遗传算法的某大型飞机壁板结构优化设计

大型民机加筋壁板结构参数多,约束函数非线性而且限制因素众多,其优化设计是民机设计中一大难点。文章利用一种具有全局收敛性的优化算法——遗传算法,通过Matlab遗传算法函数对某机型外翼上壁板1~2肋部段结构共153个参数进行了优化,获得了整个肋段加筋壁板重量最小的结构参数,使得整个壁板减重达3.24%,得到优化后的参数后重新计算载荷分配,优化后的壁板仍能满足承载要求,该方法对减重优化工作具有重要的工程意义。     

基于NX专用夹具三维模型库的优化设计

夹具的设计与制造在机械产品制造中占有核心地位。文章根据发展的需求,研究开发基于NX平台的专用夹具设计系统的优化设计。该系统设计主要是通过建立Auto CAD、NX的二维夹具参数图及三维模型,创建专用夹具模型设计系统各功能模块,利用NX软件中的UG/Open API、UG/Open Menu Script模块,设计专用夹具各部件的三维模型对话框,创建SQL Server数据库,依据三维模型特征信息,在VS2010环境下开发相应流程,编写程序,设计用户界面,完成专用夹具三维模型库系统开发。以专用具体中的V型块为例,验证了专用夹具三维模型库系统的优化设计功能和应用可靠性。     

民机整体油箱的密封与适航验证

密封设计是民机整体油箱设计中的一项重要内容,它不仅影响到飞机的运营效率,还影响到飞机的飞行安全。文章介绍了民机整体油箱设计中密封剂选择时要考虑的因素,常用的密封方法以及这些方法的应用部位和注意事项,最后介绍了整体油箱密封涉及的适航条款,该条款的解读和应该采用的适航验证方法。文章提供的密封技术和适航验证方法已应用于某型号的设计、试验和取证过程中。     

辅助动力装置安装系统冗余设计研究

民用飞机的结构安全性极为重要,APU安装系统可采用静定或超静定系统,超静定系统通常采用冗余设计,能够达到更高的连接安全性。文章根据冗余设计的原理,APU安装系统设计了安装节点冗余和拉杆冗余2种形式,共4个方案,并进行了拉杆受力的对比分析。分析表明:有效的冗余设计能在工作中降低部件的载荷,使得各拉杆受力均匀,并且在遇到部分结构失效时仍能保持系统的可靠连接。     

双频段WIFI信号在基于WIFI的室内定位应用差异

当前大部分无线WIFI设备提供2.4GHz与5GHz两个频段的无线信号。本文通过在室内定位环境下设计相关定位试验,结合双频段的物理特性探究其在室内定位应用中的差异。试验结果表明2.4GHz频段更适用于复杂的定位条件与环境,而5GHz频段应用局限性较大,仅在连接状态及视距条件时更适用。     

波音与空客在民机航空业的专利技术发展及布局

随着航空领域的发展,知识产权研究成为民用飞机设计过程中不可缺少的一环,而专利在很大程度上反映了技术的发展方向和水平。波音和空客在民机领域占有重要地位,而中国民用飞机正值成长初期,立足于该现状,基于专利检索数据库,通过对民机领域波音和空客两大巨头专利文献的申请趋势、布局分配和重点发展方向等层面进行研究,得出民机发展的历程和经验,总结专利布局的方法,并综合分析民机领域专利技术及目前的重点技术。结果表明,两家公司在中国的专利布局时间线与国内民机行业发展线相当吻合。中国民机发展可通过重点技术发展、综合布局专利、深入分析挖掘和跨界融合转化来快速提升民机建设能力。该研究可为中国民机设计制造业高质量专利布局及其知识产权管理战略提供参考。     

变厚度复合材料冲击后压缩试验研究

变厚度碳纤维复合材料在民机主承力结构上已得到应用,冲击后压缩强度(CAI)是复合材料结构设计时的一个重要参数。文章通过试验研究了过渡段厚度差、过渡段斜率、薄区厚度等影响因素对变厚度复合材料冲击后压缩强度的影响。结果表明:铺层递减厚度对冲击后压缩强度影响不明显;减小铺层递减区斜率可以有效提高冲击后压缩强度;加厚薄区有利于提高冲击后压缩强度和设计许用值。     

某海港码头过渡段结构设计与造价分析

某海港码头位于广东省雷州半岛东南区域,本文研究对象为该港口煤炭码头与重件码头的过渡段,根据以往经验采用直立式沉箱结构。本文首先基于设计经验与工程实际建设环境对其过渡段进行了详细设计,然后采用物理模型试验,对码头结构的稳定性进行了分析验证。结果显示,本文设计的直立式沉箱结构能满足规范相应的稳定要求,且比原方案,即斜坡堤方案节省工程造价1226.52万元,节约比例高达15.7%,具有良好的经济效益与实用价值。     

气态水对路面结构力学响应模拟研究

为探究气态水对沥青路面力学响应的影响规律，利用有限元软件ABAQUS，建立考虑气态水的路面结构三维有限元模型。基于疲劳寿命计算公式与室内试验，分析常规水气浓度场与实际非均匀水气浓度场对路面疲劳寿命的影响差异。研究结果表明，气态水会影响路面力学指标，常规水气浓度场在计算疲劳寿命时大于路面实际的疲劳寿命，高估了路面结构的抗疲劳能力。室内试验表明，沥青混合料经过气态水的侵蚀后同样会缩短其疲劳寿命，导致路面缺乏安全性，路面在设计及疲劳寿命预估时，引入实际非均匀水气浓度场可提高结果准确性。     

滴灌双向流流道灌水器水力性能的数值模拟与试验研究

双向流流道是一种新型滴灌灌水器流道,其内部水流运动比较复杂。为研究其水力性能,选用5个结构参数,设5个水平,通过正交表设计出25组流道,采用CFD数值模拟,对模拟结果通过宏观试验和PIV微观试验进行验证。结果表明:其中仅一组流态指数超过0.5,其余均小于0.5,表明这25组双向流流道的水力性能优良;对水力性能正交设计结果进行分析,各因素对流态指数的影响顺序:e收缩段宽b分水件与挡水件最小距离c分水件与挡水件底距离d挡水件底高度a分流段正向水流道宽,其中收缩段宽和分水件与挡水件最小距离对流态指数的影响显著,分水件与挡水件底距离对流态指数的影响一般显著,而挡水件底高度和分流段正向水流道宽影响不显著。该双向流流道水力性能良好,有相当大的发展前景。     

飞机缝翼允许损伤静强度评估方法

飞机零件出现损伤时,须要参照相应机型的"结构修理手册"对这些损伤进行修理。有些修理方式会降低零件的承载能力,为了保证飞机运行安全,必须对修理后的结构进行强度评估。文章以飞机缝翼结构为例,介绍了飞机"结构修理手册"中几种典型"允许损伤"的静强度评估方法。     

3m~3船用LNG低温贮罐疲劳强度有限元分析

为实现船用低温LNG贮罐的安全运行,文章以3 m3LNG船用低温贮罐为研究对象,在分析其结构与承载特点的基础上,采用CCS规范指南中的拟合经验公式,基于有限元方法对LNG燃料船储气罐疲劳强度进行分析。结果表明该燃气储罐结构的内容器、外壳、鞍座和内外壳连接件在多种工况下的最大累计疲劳损伤均小于规定累计许用疲劳损伤,满足疲劳要求。但在靠近固定支承的加强圈的边缘位置出现最大交变应力强度点,说明结构不连续是导致疲劳失效的主因,故建议船用LNG低温储罐尽量采用圆滑过渡结构。