摘要：针对民用飞机水上迫降动态冲击问题,采用数值仿真方法进行了研究。基于计算流体力学采用雷诺平均N–S方程求解,结合流体体积模型和全流场运动网格捕捉水-气交界面,求解六自由度方程获得飞机的位置和姿态。采用该方法研究了尾吊-高平尾布局飞机的水上迫降过程。结果表明,该方法可以较好地模拟水上迫降的运动和受力,入水早期飞机受到较大水冲击载荷,后体吸力使得飞机抬头,之后随着速度降低吸力减小,飞机逐渐低头并趋于稳定。

摘要：耳片/螺栓类结构在现代民用飞机结构设计中应用广泛,其常规正向设计思路为结构设计在先,强度分析在后,存在迭代计算繁冗,耗时长且人为计算易出错等问题。以逆向设计为指导思想,以铝合金(7075-T6)耳片为例,建立耳片典型承载能力、耳片性能参数与耳片结构参数之间的关联方程;通过设计变量法,给出一套参数化设计方法,并通过MATLAB开发可视化程序进行实例求解。结果表明:参数化设计方法可以实现以需求—结果模式为导向的耳片自动化设计,得到了满意的设计结果,在给定耳片受载条件及目标需求的情况下,能够实现耳片相关参数的迅速求解,大幅提高设计效率。

摘要：发动机吊挂应急断离是民用飞机设计的关键核心技术之一,国外相关技术难以获取,国内以理论研究和提出主要思路为主,与工程实现存在差距。基于此,从适航标准入手,研究吊挂、保险销和机翼三者的应急断离设计载荷大小的关系,通过场景分析,研究界面结构强度计算的载荷确定方法。结果表明:吊挂应急断离设计仅需单独考虑发动机主载荷向上或主载荷向后工况,合理给定吊挂、保险销和机翼结构三者的应急断离设计载荷大小关系可有效降低结构重量;机翼/吊挂界面载荷方向则必须结合结构细节做具体的应急断离场景分析。

摘要：民用飞机舱门和门框通过界面零件之间的面—面接触传递载荷,零件间隙影响着各传载路径中的载荷分配,对飞行安全至关重要。然而,已有研究中缺少界面零件间隙及其对载荷分配的影响,工程中也缺乏舱门界面间隙的设计方法。以某型飞机的非传载式舱门为研究对象,提出舱门界面间隙的设计方法,其实质为基于间隙随机性的蒙特卡洛模拟法。采用线性间隙法模拟界面间隙,利用直接矩阵输入法优化求解效率,建立舱门—门框的精细网格模型,分析界面间隙随机性对舱门和门框间载荷分配的影响。本文给出界面间隙的设计基准和数学描述方法,最终得到具有95%可靠度的界面间隙设计值,为舱门界面间隙设计提供理论依据。

摘要：水上迫降是飞机设计时必须要考虑的一种应急着陆场景,总结水上迫降研究领域的数值仿真方法,能够为民用飞机设计中的水上迫降分析提供支撑。本文综述了国内外在民用飞机水上迫降数值仿真方法上的研究进展,主要包括面元法、有限体积法、光滑粒子水动力学法和有限元法;对这些方法的基本原理、发展过程和应用情况进行了归纳总结,对不同方法的适用性和优劣性进行了对比分析;通过对水上迫降数值仿真方法的分析,对数值仿真方法未来的研究方向提出了建议。

摘要：民用飞机全机静力试验中加载方案复杂,为了简化试验加载数量,传统的配平方案主要保证考核区的加载准确性,而将非考核区的载荷简化到若干加载点上。通过试验数据发现传统的配平方法对飞机机身这种薄壁结构,非考核区的配平对考核区影响较大,即使非考核区距离考核区很远;以某飞机前机身严重工况为例,基于飞机全机有限元模型,研究静力试验的载荷配平方案;通过对比分析态载荷与传统试验态配平载荷方案下的内力解,对传统全机静力试验载荷配平方案进行优化。结果表明:优化后的试验态内力解与分析态内力解基本吻合;对于飞机机身薄壁结构,圣维南原理并不适用,全机静力试验的载荷配平要与真实工况受力情况吻合,才能达到试验验证目的。

摘要：民用飞机突风载荷的准确重建对于飞行安全具有十分重要的意义。基于随机优化算法,提出一种突风动载荷重建方法。首先,基于频域气弹耦合方程,建立一个突风动载荷时域分析模型;其次,引入HicksHenne型函数进行突风速度场的参数化建模,在此基础上,基于随机优化算法对各型函数参数进行迭代寻优,使得优化目标值与测量值一致,得到重建后的突风速度及对应的动态响应及载荷;最后,以GTA模型经历1-cos形状突风为例进行数值仿真。结果表明:本文提出的突风动载荷重建方法可有效实现突风速度场的识别,进而完成突风动载荷的重建;针对本文算例,过载最大误差为3.5%,载荷最大误差不超过1%。

摘要：为了探究激光选区熔化(SLM)技术在无支撑条件下铝合金零件的工艺成型能力,为后续基于铝合金SLM技术的结构设计奠定基础,开展了系列典型工艺单元件的设计与制造。在综合考虑零件摆向方位、悬端角度、开孔形状与大小等因素的基础上,采用Xline2000R设备在优化的工艺参数下选用AlSi10Mg粉末对这些典型工艺单元件进行激光选区熔化。通过典型工艺单元件的制造研究,得出了系列能够指导基于铝合金SLM技术进行结构设计的有益结论。该研究为后续基于铝合金SLM技术进行复杂零件的设计与制造奠定基础。

摘要：下垂前缘是一种结构简单的增升装置,能够有效降低气动噪声,减小机构的运动空间,已被应用于A380和A350XW。为了实现下垂前缘按照给定要求定轴转动,需要设计一种机构型式,因此提出一种基于四连杆形式的铰链式下垂前缘机构的设计方法。根据设计输入要求建立下垂前缘机构的线架模型,并对该机构进行运动学和刚柔耦合动力学仿真,得到机构运动过程中角度变化参数和该机构运动过程中的驱动力矩和铰链点载荷。结果表明:随着驱动臂匀速转动,铰链式下垂前缘能够平稳下偏26°;两个驱动平面的最大驱动力矩的比值接近3∶2,且侧撑杆的设置使驱动处的横向受载得到了改善,该机构型式设计合理,为现代民用飞机设计提供了参考依据。

摘要：民用飞机顺气流襟翼一般由空间复杂多铰机构驱动,按照适航条款CCAR25.671的要求需开展典型故障下的机构特性研究。构建机构运动数字样机,采用RBE2单元将刚性多铰机构铰链点关联至柔性襟翼本体,建立襟翼机构刚柔耦合动力学模型;在巡航、起飞、着陆三种气动载荷工况下,采用调节铰链摩擦系数和设置单侧驱动失效的方法分别模拟铰链卡滞和操纵系统单侧失效两种典型故障,并分析驱动力矩和铰链点载荷的变化规律。结果表明:铰链卡死时,内侧驱动连杆耳片发生拉伸破坏;内侧驱动失效时,外侧摇臂铰链点径向载荷提升明显,在实际中应重点关注该类襟翼外侧摇臂中关节轴承的径向和轴向承载能力,避免外侧机构出现单独操纵的情况,同时需要对整个驱动系统增加扭矩保护。