飞机结构设计

飞机前起落架结构设计飞机前起落架结构设计8．7 前起落架的设计特点为了保证飞机在地面运动时有足够的滑跑稳定性，前轮应能绕支柱轴线自由定向旋转，因此在设计时要附加某些装置．一、前轮的自由定向及偏转操纵装置由于飞机在地面运动时要求灵活稳定，当飞机受到侧向力(如侧风、单边主轮受撞击等)而使机头偏向时，前轮应能自动转回原方向，并使飞机也e9较方便地转回原方向滑跑，面不致越偏越大，这是地面方向稳定性对前轮的要求．即便是方向稳定性好的前三点配置形式，如果将前轮固定死，则前轮处的摩擦力也将产生一定的不稳定力矩，使机头有越偏越大的趋势(图8．37)。

另外，地面滑行刹车转弯时(如刹住一侧主轮)也需前轮能自由，转以减小转弯半径。

因而现代飞机的前轮都不固定锁死，而有一定的偏转自由度，其最大值已。

由所需的最小转弯半径来定，即一般已，＝~50’。

此外，为使前轮能自动转回飞机的前进方向，这就须将前轮放在支柱轴线后一定的距离“广(称为稳定距)处，这样，万一出现偏向，也会很快复原(参见图8．39)．稳定距“广大一些则稳定性好，但对起落架受力不利，一般取，二e．1一o．4D(D为前轮直径)。

为了增大飞机地面运动的灵活性以保证矗小转弯半径，有的飞机，特别是大型旅客机，还装有使前轮偏转的操纵机构(如图8．38所示)。

飞机前起落架结构设计二、前轮的减摆装置当前起落架没有采用合适的减撰措施时前轮可能会出现摆振，即飞机在地面滑跑到一定速度时，能自由偏转的机轮和支柱的弹性振动与轮面的转动交织在一起，出现一种剧烈的僻摆振动，它会引起机头强烈摇晃，这种现象称为前轮摆振。

振动可能越来越厉害，直至支柱折断，轮胎撕裂，在很短的时间内酿成严重事故。

产生前轮摆振的原因是由于机轮(连带支柱)是一个弹性体．当偶然受到外力千扰时(如跑道不平、侧风、操纵不当等)使机轮偏离前进轴线一个距离^。

(图8．39)。

这时轮面倾斜，轮胎接地部分的形状变成弯腰形。

当飞机继续前进时，机轮将一边《9转“角；同时由于弹性恢复力的作用，一边向前进轴线靠近(减小^)．当达到^二o，"二Jo时，由于惯性关系，在继续往前滚时又出现了一^，同时就又出现了弹性恢复力，而轮胎接地部分变成反的弯腰形，这样就使得A反向增大，到一厶后又开始减小。

飞机机身结构设计与优化导语：随着飞机技术的不断发展，飞机机身结构的设计与优化成为了一个关键的研究领域。

本文将从飞机机身结构的重要性、设计原则、优化方法等方面探讨飞机机身结构的设计与优化技术。

一、飞机机身结构的重要性飞机机身结构作为飞机的骨架，承载了飞机的整个重量以及在飞行中产生的各种力和应力。

因此，飞机机身结构的设计与优化是确保飞机运行安全的重要环节。

合理的机身结构设计可以提高飞机的安全性能、减轻飞机的重量、提高飞机的飞行效率，从而减少能源消耗和环境污染。

二、飞机机身结构的设计原则1.安全性原则：飞机机身结构设计的首要原则是确保飞机的安全。

机身结构必须能够承受各种力和应力，不出现破裂和变形。

在设计中，需要考虑飞机在逆风、风切变等恶劣气象条件下的安全性能，以及在碰撞、爆炸等突发情况下的抗冲击能力。

2.轻量化原则：轻量化是飞机设计的重要指标之一。

减轻飞机的重量可以降低燃油消耗、延长飞机的续航能力，并且可以减少对环境的污染。

因此，在飞机机身结构的设计中，需要选择轻量化材料，并采用优化的结构设计方法，使得机身的重量最小化。

3.刚性和稳定性原则：飞机机身结构的刚性和稳定性对于飞机的操纵性和稳定性至关重要。

机身结构必须具有足够的刚性，使得飞机在飞行过程中不会出现过大的变形和振动。

同时，机身结构还需要具有足够的稳定性，以保证飞机的飞行平稳。

三、飞机机身结构的优化方法1.材料优化：飞机机身结构的材料选择对于整体性能的提升至关重要。

研发新型轻质、高强度的材料是目前的研究方向之一。

例如，使用复合材料代替传统的金属材料，可以显著降低机身的重量。

2.结构优化：在飞机机身结构的设计中，结构优化是一种常用的方法。

结构优化可以通过调整结构的几何形状，使得机体在保证刚性和安全性能的前提下，尽量减轻重量。

此外，结构优化还可以通过改变材料厚度、加固关键部位等方式，进一步提高机身的安全性能。

3.计算仿真优化：计算机仿真技术在飞机机身结构的优化中发挥了重要作用。

飞机结构设计岗位职责
飞机结构设计岗位的职责主要是负责飞机的机身结构设计和优化，包括机身外形设计、钢铝等材料的使用、零件的设计、3D模型
的制作及结构分析等方面。

具体来说，该职位的职责包含以下几个方面：
1. 编制飞机结构设计方案：根据飞机使用的需求和性能要求，
结合市场和技术情况，编制飞机结构设计方案。

这要求设计师不仅
了解飞机工业的相关技术和标准，也要熟悉飞机市场和行业的动态。

2. 完成飞机结构设计：根据飞机结构设计方案，进行具体的飞
机结构设计，包括零部件的位置、连接、安装等方面的设计，并根
据飞行器的力学性能、飞行状态和环境要求，进行合理的材料选择、合理的零部件布局及设计。

3. 进行结构分析：使用计算机辅助设计/工程软件进行结构建模、制作有限元模型、给出有限元计算结果、评估完整结构的刚度、强度等参数，并进行模拟等流场模型测试，验证设计的合理性，确
保飞机的安全可靠。

4. 与其他部门协调工作：和供应商和认证部门一起协调和解决
飞机零部件的技术问题和认证问题，同时加强与客户和其他部门的
沟通和合作，保证飞机结构设计方案和实际制造过程之间的一致性。

5. 制定配套文件：对于飞机结构设计和分析结果，需要输出配
套的技术文件，包括结构设计图纸、制造工艺流程等文件，同时进
行技术文件的维护和更新。

总之，飞机结构设计是飞机制造的核心环节之一，需要设计师具备扎实的专业知识、严谨的工作态度、优秀的沟通协调能力和较强的团队合作意识，才能确保飞机结构设计的质量和研发效率。

第二讲飞机结构设计思想和方法飞机结构设计是指在航空工程领域中，按照一定的设计思想和方法，设计出满足飞机设计要求的结构。

飞机结构设计的过程包括结构布局设计、载荷分析、结构材料选用、结构参数设计、结构优化等阶段。

本文将介绍飞机结构设计的基本思想和常用方法。

飞机结构设计的基本思想是在满足强度、刚度、稳定性等安全性要求的基础上，尽可能减少结构重量，提高飞机的性能和经济性。

为了实现这一目标，飞机结构设计需要综合考虑以下几个方面的因素：1.载荷特性：对于不同类型的飞机，其载荷特性会有所不同，例如商用飞机主要受到飞行载荷和地面载荷的作用，军用飞机还会承受额外的战斗载荷。

在设计中需要根据实际情况合理选择载荷、确定载荷分布和载荷时程。

2.结构材料：飞机结构设计需要选择合适的材料来满足强度、刚度和轻量化的要求。

常用的材料包括金属材料（如铝合金、钛合金）、复合材料（如复合纤维增强塑料、复合层板）等。

选择合理的材料能够提高结构的强度，降低结构重量。

3.结构参数设计：飞机结构设计需要确定结构的几何形状和尺寸。

对于主要受力构件，需要合理选择断面形状和尺寸来满足设计要求；对于非受力构件，需要考虑其功能和集成性，设计合理的连接方式和安装方式。

4.结构优化：飞机结构设计中常采用结构优化方法，通过数值模拟和分析的手段，优化设计参数以达到最优的结构性能。

常用的结构优化方法有拓扑优化、尺寸优化、材料优化等。

结构优化可以提高结构的强度、刚度和轻量化水平。

常用的飞机结构设计方法包括经验设计法、传统设计法和计算机辅助设计法。

1.经验设计法：通过以往的经验和实际应用中的成功案例，总结出一些经验法则和设计准则，作为设计的基础。

这种方法具有简单、快捷的特点，但在设计创新性和设计效果上有一定局限性。

2.传统设计法：传统设计法采用一些经典的设计方法和理论，在满足结构强度、刚度和稳定性要求的前提下，通过手工计算和分析，给出结构的几何形状和尺寸。

这种方法需要设计师具备较强的数学和力学知识，设计过程相对繁琐，但能够提供较为可靠的设计结果。

飞机结构设计•相关推荐飞机结构设计飞机结构设计南京航空航天大学飞机设计技术研究所2005.9一、本课程的特点注重基础理论概念的实用化、感性化以及工程化注重综合运用知识概念权衡复杂问题分析，抓住主要矛盾寻找解决问题途径的基本设计理念大量工程结构实例的剖析注重培养自行分析、动手设计的主观能力以及工程实用化的实践能力具体要求：注意定性分析，要求概念清楚；实践性强，要求常去机库观察实物；理性推理较差，要求认真上课。

二、基本内容和基本要求内容：飞机的外载荷；飞机结构分析与设计基础不同类型飞机结构的分析；飞机结构的传力分析；飞机结构主要元构件设计原则；内容要求：①掌握飞机结构分析和设计的基本手段——传力分析；②能够正确解释飞机结构元件的布置；③能够正确地分析和设计飞机结构的主要元件。

第1章绪论飞机结构设计将飞机构思变为飞机的技术过程；成功的结构设计离不开科学性与创造性；结构设计有其自身的原理和规律，不存在唯一正确答案，需要不断的探索和完善。

1.1 飞机结构设计在飞机设计中的位置飞机功用及技术要求空-空：军用空-地：截击、强击、轰炸. 战术技术要求运输：客运民用货运使用技术要求运动，……技术要求技术要求：Vmax，升限，航程/作战半径，起飞着陆距离，载重/起飞重量，机动性指标（加速，最小盘旋，爬升），使用寿命；非定量要求：全天候，机场要求，维护要求；趋势：V ，Hmax ，载重，航程；苏-30阵风F－117第四代战斗机(俄罗斯称之为第五代战斗机)更着重强调同时具备隐身技术、超音速巡航、过失速机动和推力矢量控制、近距起落和良好的维修性等性能。

由于各种飞机的用途和设计要求不同，会带来飞机气动布局和结构设计上的差别；飞机设计的基本概念、设计原理和设计方法是一致的；本课程将对典型结构型式进行分析的基础上，将主要介绍飞机设计的基本概念、设计原理和方法。

1.1.1飞机研制过程技术要求飞机设计过程飞机制造过程试飞定型1．拟订技术要求通常可由飞机设计单位和订货单位协商后共同拟订出新飞机的战术技术要求或使用技术要求。

航空行业的飞机结构设计资料航空行业一直以来都扮演着重要的角色，飞机的结构设计是航空行业中至关重要的一环。

本文将介绍航空行业中的飞机结构设计资料，包括设计原则、相关参数和常见材料等。

一、设计原则在航空行业中，飞机的结构设计旨在确保安全、可靠并且具有良好的性能。

以下是一些常见的设计原则：1. 强度与刚度：飞机必须具备足够的强度和刚度，以应对各种外部力和飞行过程中的振动、变形等。

结构设计师需要考虑受力分布、材料强度以及合理的设计模型，以确保飞机的结构能够承受各种载荷。

2. 轻量化：航空行业对于飞机的重量要求较高，因为较轻的飞机可以减少燃料消耗并提高飞行性能。

因此，结构设计师需要在保证强度和刚度的前提下，尽可能减少飞机的重量。

3. 耐久性：飞机通常需要在恶劣的环境条件下运行，如高温、低温、湿度等。

结构设计师需要选择能够在不同环境下保持性能稳定的材料，并采取相应的设计措施以确保飞机的耐久性。

二、相关参数在飞机结构设计中，有一些关键的参数会对设计产生重要影响，包括但不限于以下几个方面：1. 翼展：翼展是指飞机两侧翼展的长度，它会直接影响飞机的横向稳定性和机动性能。

结构设计师需要根据飞机的类型和用途确定合理的翼展大小。

2. 翼型：翼型是指飞机翼面的形状。

翼型的选择会对飞机的升力、阻力和稳定性产生重要影响。

结构设计师需要根据飞机的要求选择适合的翼型，并优化其设计。

3. 腹部曲率：腹部曲率是指飞机机身底部的曲率形状。

腹部曲率的设计会影响飞机的升力和阻力分布，进而影响飞机的飞行性能。

结构设计师需要考虑腹部曲率的合理性和优化设计。

三、常见材料航空行业中，常用的飞机结构材料包括金属和复合材料两大类。

1. 金属材料：金属材料常用于飞机的结构骨架和连接件，具有良好的强度和刚度。

常见的金属材料包括铝合金、钛合金和高强度钢等。

2. 复合材料：复合材料由纤维增强材料和基础树脂组成，具有优异的强度和重量比。

复合材料在飞机结构设计中的应用越来越广泛，常见的有碳纤维增强复合材料和玻璃纤维增强复合材料等。

飞机结构强度分析与优化设计一、引言飞机是现代化高速交通工具，在航空事业的发展中发挥着核心作用。

为了确保机体在各种复杂工作条件下的安全运行，我们必须对飞机结构强度进行充分分析和设计优化。

二、飞机结构强度分析方法1. 经典强度计算法经典强度计算法是基于材料力学和强度学理论来进行飞机结构强度设计的方法。

这种方法主要适用于采用钣金和型材等薄壁材料制造的飞机结构。

该方法主要是在确定下部结构的受力情况，分析下部结构的强度、刚度、失效模式和纵横向连接方式等参数，从而确定结构的各个部分的强度和安全系数。

2. 有限元方法有限元方法是目前飞机结构强度分析的主要方法，它采用数值分析方法来研究材料的力学特性。

这种方法可以计算复杂结构的强度，如：战斗机的翼型结构、宽体机的中央主翼箱等。

该方法主要利用有限元软件对模型进行离散化，从而得到结构某一点的应力，进而得出强度分布和失效模式。

三、飞机结构强度优化设计方法1. 材料优化材料优化主要是通过控制材料的价格、强度、重量、加工成本、耐久性、可维修性、条件下特性等来达到优化设计的效果。

在设计过程中，我们应着重考虑材料选择，并在材料性质的层面上开展研究，从而在结构强度与质量之间取得平衡。

2. 结构优化结构优化的方法有很多，包括加强压剪点、改善结构设计、采用高强度材料等等。

通过结构优化，我们可以提高飞机的载荷能力和抗风险能力。

在实际的设计过程中，我们需要考虑结构的安全、重量、可靠性、维修性和经济性等因素。

四、飞机结构强度优化案例分析1. 新型客机翼结构的优化设计新型客机翼结构的优化设计是一项高难度的工程。

在设计过程中，我们主要着重考虑两个问题：首先是如何保证飞机的安全，其次是如何在不影响飞机空气动力性能的情况下减轻飞机的质量。

在这个过程中，我们采用了有限元方法对翼箱结构进行了详细的分析，从而得出了最优的结构参数并实现了优化设计。

2. 战斗机机翼结构的优化设计战斗机的机翼结构具有很高的复杂性。

飞机结构力学分析与设计的要点飞机作为现代交通运输的重要工具，其结构的安全性、可靠性和性能优化至关重要。

飞机结构力学分析与设计是确保飞机能够在各种复杂的工况下安全飞行的关键环节。

下面我们将详细探讨飞机结构力学分析与设计的一些要点。

首先，材料的选择是飞机结构设计的基础。

飞机结构所使用的材料需要具备高强度、高韧性、耐疲劳、耐腐蚀等特性。

常见的飞机结构材料包括铝合金、钛合金、复合材料等。

铝合金具有良好的加工性能和较高的比强度，但在高温环境下性能会有所下降。

钛合金则具有更高的强度和耐高温性能，但成本相对较高。

复合材料如碳纤维增强复合材料具有优异的比强度和比刚度，能够显著减轻结构重量，但在制造和维修方面存在一定的难度。

在力学分析方面，静力学分析是必不可少的。

这包括对飞机在各种载荷条件下（如自身重力、燃油重量、乘客和货物重量、飞行中的气动力等）的结构强度和刚度进行评估。

通过建立飞机结构的有限元模型，可以精确计算各个部件所承受的应力和变形。

如果应力超过材料的许用应力或者变形过大，就需要对结构进行重新设计或加强。

动力学分析也是关键的一环。

飞机在飞行过程中会受到各种动态载荷，如发动机振动、气流颠簸等。

通过模态分析可以确定飞机结构的固有频率和振型，避免与外界激励频率发生共振，从而防止结构的破坏。

此外，还需要进行颤振分析，以确保飞机在高速飞行时不会发生颤振现象，保证飞行的稳定性和安全性。

疲劳分析是飞机结构设计中需要特别关注的问题。

由于飞机在其使用寿命内要经历无数次的起降循环和飞行中的各种载荷变化，结构容易出现疲劳裂纹。

通过对材料的疲劳性能进行研究，并结合实际的飞行载荷谱，采用合适的疲劳分析方法，可以预测结构的疲劳寿命，从而在设计阶段采取相应的措施，如优化结构细节、采用抗疲劳设计方法等，来延长结构的使用寿命。

在结构设计方面，要充分考虑结构的整体性和传力路径的合理性。

飞机结构通常由多个部件组成，这些部件之间的连接方式和传力路径直接影响结构的性能。