某型飞机结构优化设计与仿真分析
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某型飞机水上迫降性能仿真分析闫明;吴早凤;李森;龚思楚【摘要】基于拉格朗日——欧拉耦合方法,对某型飞机的水上迫降性能进行了仿真分析.采用Hypermesh软件建立飞机水上迫降的有限元模型,通过IS-DYNA软件对飞机水上迫降过程进行数值仿真.考虑不同初始角度、速度等人水条件,得到一系列飞机的重心过载及姿态变化的运动规律.通过对计算结果进行对比分析,得到了飞机最佳的入水条件以及运动规律,可为后续飞机结构强度设计以及水上迫降模拟试验提供参考.【期刊名称】《教练机》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】5页(P28-32)【关键词】仿真分析;水上迫降;流固耦合;有限元【作者】闫明;吴早凤;李森;龚思楚【作者单位】中航工业洪都,江西南昌,33024;中航工业洪都,江西南昌,33024;中航工业洪都,江西南昌,33024;中航工业洪都,江西南昌,33024【正文语种】中文研究飞机的水上迫降性能,目的是得到飞机发生水上迫降事故时应该采取的措施,从而使得事故发生时有更多乘客能够逃生[1]。
目前国内主要通过模型试验对飞机水上迫降性能进行研究。
随着有限元模拟技术的发展,国外开始采用仿真分析技术来研究飞机的水上迫降性能,并且这一手段已经比较成熟。
国内由于起步较晚,缺乏大量的试验数据积累,因此仍采用模拟试验为主[2],仿真分析辅助的研究方法[3]。
本文建立了某型飞机水上迫降的有限元模型,采用拉格朗日—欧拉一般流固耦合算法进行数值模拟。
通过不同的入水初始条件,对飞机迫降运动规律进行了对比和分析,从而得到飞机最佳入水初始条件。
1.1 一般流固耦合方法本文采用拉格朗日——欧拉一般耦合算法对飞机的入水冲击问题进行求解。
采用拉格朗日网格描述结构相,利用多物质欧拉网格描述流体相,此时自由面的流体网格能够承受较大的变形,且网格与网格之间的流体物质也是可以相互流动的[4]。
模型中结构与流体之间通过罚函数流固耦合法则相互作用,拉格朗日结构将位移和速度边界条件施加到欧拉流体域上,同时欧拉流体域又对结构施加牵引边界条件。
某型飞机前增压端框初步设计思路浅谈摘要某型飞机前增压端框采用平面框结构,本文将其简化为平面薄板加筋铆接结构,通过横向对比及强度计算初步定义结构尺寸,再以抗鸟撞设计为准则,结合能量法对尺寸定义进行校核。
关键词:平面框;薄板结构;稳定性;抗鸟撞;1 引言增压式机舱又称“气密机舱”,是指能在髙空保持舱内一定压力,保障乘员在高空飞行时安全舒适生活和工作条件的机舱。
飞机在6000~24000m髙度内飞行时,必须使用增压式机舱,机舱内的增压值通常为50~60kPa大气压,舱内温度控制在15~20度。
现在大多数飞机机身上的各个舱段都是用腹板框隔开并密封,腹板框都承受着压差载荷。
某大型飞机增压机舱由前、后增压端框和桶段机身及气密地板组成,本文简单介绍一种平面薄板结构加筋铆接的平面框结构初步设计的原理。
2 设计原则平面增压框是典型的加筋平板结构,主要由框腹板和加强立柱组成,承受垂直于框平面的均布压差载荷,见图1。
图1 平面增压框结构形式法向均布压差载荷首先垂直作用于框腹板,通过腹板的弯曲和面内张力,将载荷传递给加强立柱,最终通过加强立柱的梁弯曲来承担,并将载荷传递扩散至机身结构。
3 尺寸定义某大型飞机的前增压端框外形,见图2。
图2 某大型飞机前增压端框外形外形尺寸约2433mm×1580mm,假设横梁与立柱均匀排布,将其通过纵横交错的金属结构分割成为小的矩形薄板,可以布置5根横梁和5根立柱,立柱间距a=500mm,横梁间距b=220mm,见图3;图3 理论布置图通过对比其他大型民用飞机的相关数据,采用类比及假设法定义其结构形式及几何参数:假设采用平面框腹板厚度t web=1.8mm;假设采用Z字型立柱,内缘条宽度b1=20mm,外缘条宽度b2=21mm,缘条厚度t1=2mm,框腹板厚度t2=2mm,框高度h=80mm,截面积A=234mm2,截面惯性矩Ix=3.2×105 mm4,形心y=30.7mm。
某型飞机双座弹射轨迹仿真分析
王伟;封文春;林贵平
【期刊名称】《中国工程科学》
【年(卷),期】2010(012)001
【摘要】以HTY-8座椅为原型,建立了具有轨迹发散作用的仿真模型,通过仿真,比较分析了发散火箭在不同冲量和不同弹射条件下对弹射轨迹的影响.仿真结果表明,在零速度或速度较低的弹射条件下,采用发散火箭是必要的.在中高速弹射条件下,由于前后座椅弹射具有一定的时间差,X方向轨迹离散,前后座椅弹射轨迹发散,发散火箭的作用并不明显,尚需进一步分析人椅分离后先弹射的座椅的运动轨迹.在不利姿态弹射条件下,横滚时发散火箭作用并不明显,俯冲时则能够起到轨迹发散作用.【总页数】5页(P86-90)
【作者】王伟;封文春;林贵平
【作者单位】北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京,100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京,100191;北京航空航天大学航空科学与工程学院,北京,100191
【正文语种】中文
【中图分类】V244.21+2
【相关文献】
1.某型飞机弹射座椅穿盖弹射试验与数值模拟 [J], 王一丁;童明波;闫家益;潘雄
2.总设计师系统在双座弹射救生系统扩标工作中的重要作用 [J], 杨继盛;陈榆源
3.某型火箭弹射座椅双座弹射干扰研究 [J], 吴铭;吴亮;闵婕
4.某型飞机弹射座椅安装横梁破坏仿真分析 [J], 杨平光;杨智春
5.中国首款电动双座轻型飞机成功实现首飞 [J], 金卯
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某型飞机全动平尾安装结构优化设计夏彦朋;张华;王建华;张玉华;黄鑫【摘要】本文分析了某型飞机全动平尾安装状态一致性略低、操纵间隙大小存在波动及转动摩擦力矩较大的原因,并对引起该现象的全动平尾安装结构进行优化改进设计,使全动平尾轴向、径向定位更合理,平尾转轴支撑轴承在理想状态下使用,较大程度提高了平尾安装状态的一致性、减小了平尾操纵间隙的波动及转动摩擦力矩.【期刊名称】《教练机》【年(卷),期】2018(000)003【总页数】5页(P6-10)【关键词】全动平尾;转动摩擦力矩;安装结构;轴承;优化设计【作者】夏彦朋;张华;王建华;张玉华;黄鑫【作者单位】航空工业洪都,江西南昌,330024;航空工业洪都,江西南昌,330024;航空工业洪都,江西南昌,330024;航空工业洪都,江西南昌,330024;航空工业洪都,江西南昌,330024【正文语种】中文0 引言某型飞机全动平尾为直、动轴式全动平尾,通过两个关节轴承安装到后机身上。
平尾安装结构的作用在于支撑平尾灵活转动,轴向定位和径向锁紧,且操纵间隙大小满足要求,保证平尾安装状态一致性,同时,平尾的转动摩擦力矩要低,以使轴承磨损低、平尾易于操纵。
本文从某型机全动平尾的安装结构及使用过程中暴露的问题开始分析,找出平尾安装结构中使轴向、径向定位过约束的地方。
通过对其结构进行优化改进设计,使平尾轴向、径向定位合理,平尾转轴支撑轴承在理想状态下使用,较大程度提高了平尾安装状态的一致性、减小了平尾操纵间隙的波动及转动摩擦力矩。
1 某型飞机全动平尾安装结构和问题分析1.1 某型飞机全动平尾的安装结构某型飞机全动平尾的安装结构如图1所示。
平尾转轴支撑:平尾转轴通过安装在机身后边条的大、小两个自润滑关节轴承进行支撑。
平尾轴向定位:通过大、小轴承内圈反向受载,平尾双向轴向限位。
平尾径向锁紧:小轴处轴与轴承内圈间为过渡配合(-0.012mm,0mm),大轴处轴与轴承间用开缝锥形衬套锁紧。
某型号飞机下垂尾操纵面失控原因分析与故障模拟近年来,民航事故频发,其中不少事故与飞机的机电系统或控制系统存在缺陷有关。
在这些事故中,下垂尾操纵面失控成为了一种常见的故障。
本文将对此问题进行深入分析,探讨可能的原因与故障模拟。
一、下垂尾操纵面失控现象下垂尾操纵面是飞机尾部的控制面,通过它的运动,可以改变飞机的姿态和高度。
当下垂尾操纵面失控时,飞机就会失去对尾部姿态和高度的控制,这将严重影响飞行安全。
下垂尾操纵面失控通常表现为机组人员操作下垂尾操纵杆时,操纵面没有按照预期的方式运动,甚至没有运动。
这往往会导致飞机产生不稳定的尾部姿态,从而对飞机的飞行安全产生威胁。
二、可能的原因分析下垂尾操纵面失控的原因可能会有很多,这些原因可以从多个方面进行分析。
1.飞机机械构造设计缺陷可能是由于下垂尾操纵面的机械结构在设计方面存在缺陷,导致出现问题。
例如,操纵面的机械连接、传动链等存在不合理设计,或者使用的材料不足以承受机械受力。
2.飞机电气系统故障下垂尾操纵面运动需要依靠电气系统的驱动力来完成,如果电气系统存在故障,也可能会导致下垂尾操纵面失控。
例如,电气线路短路、开路、接触不良等问题都可能导致操纵面失控。
3.飞行员操作错误操纵失误或误操作也是导致下垂尾操纵面失控的可能原因之一。
例如,操作人员误操作下垂尾操纵杆,或者未按照正确程序进行操纵,导致操纵面无法正常运动。
4.环境原因飞机的操作环境也可能会影响下垂尾操纵面的运行。
例如,极端气象和大气动力效应等因素,都可能对操纵面的运动产生影响。
三、故障模拟为了更好地了解下垂尾操纵面失控可能出现的情况,需要进行故障模拟。
故障模拟是一种将可能发生的故障模拟在计算机模型中,以便于预测并解决故障的方法。
对于下垂尾操纵面失控的情况,例如下垂尾操纵面机械机构故障,可以在计算机模型中进行模拟,并进行虚拟试验。
模拟中可以分析出飞机在失去对操纵面控制时,可能会产生什么样的飞行状态,从而更好地了解下垂尾操纵面失控的飞行危害。
基于某型号飞机的结构制造偏离统计分析摘要:本文通过研究某型号某架次飞机在零件制造、装配和大部件对接过程中产生的制造偏离及相应的处理技术,并进行详细的整理分析,总结出制造偏离产生的规律,协助设计人员优化设计,帮助制造部门改进工艺,减少批产阶段的制造偏离数量,提高产品质量。
关键词:制造偏离;质量;统计分析0 引言像飞机这样高度复杂的产品,在规定的时间和成本限制范围内,要制造出百分之百符合工程图纸和技术规范的产品是不可能的。
制造误差、工装差错、理解错误、不完善的设计以及其他种种难以预料的因素都会造成零部件偏离图纸和技术规范的要求。
为在改进方法、改善工艺、降低成本、加快进度等方面提供帮助,对制造偏离及相应处理技术进行详细的整理分析,总结出制造偏离的产生规律,并对相应的处理技术进行归纳就显得尤为重要。
1 某型号飞机结构专业制造偏离设计处理技术分析1.1 各部段制造偏离分布截至该型号飞机总装下线,在零件制造、装配、大部件对接过程中共产生了近千份结构专业制造偏离,其按各部段的分布如图1所示。
从图中可以看出,机头部段和总装阶段的制造偏离数量较突出,本文会重点分析其产生原因及针对这些制造偏离应采取的相应措施。
1.2 机头机头结构主要由蒙皮、框、地板、门框、天窗骨架、雷达罩安装、前起舱支撑臂等零部件组成,该部段各零部件上产生的制造偏离分布情况如图2所示。
从图2中可以看出,机头部段中框结构制造偏离数量较突出,其次是地板、门框、蒙皮、天窗骨架、机头总装、前起舱支撑臂、雷达罩。
框制造偏离数量突出是由于在设计时充分利用结构高度,对天窗骨架边梁及驾驶舱地板提供小跨度的多点支撑,方便零件制造,充分发挥增压载荷下的壳体承载能力,上部采用无长桁小间距的密框结构,下部为解决前设备舱开口加强,采用典型的框、长桁、蒙皮的半硬壳式结构。
因此,相对其它零部件而言,框的数量较大,基数大造成了制造偏离数量也相应较多。
此外,零件的制造和装配复杂程度的差异也会造成制造偏离数量的变化,由图2中可看出,框、地板两部分制造偏离数量在制造和装配阶段差异较大。
link appraisement西安中飞仿真科技有限责任公司图1 模拟座舱外形示意图CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jul.2020·中国科技信息2020年第14期航空航天◎台电缸组件(含伺服电机)、三组下虎克铰座、一台静平台组成。
各部件之间通过高强度螺栓联接紧固,保证连接强度。
平台是由钢板切割加工而成,加工完成后,对平台除油除锈,用金刚砂进行表面处理,再进行喷漆处理。
运动平台外形示意图如图3所示。
视景系统为了逼真的模拟包括设备、用户界面等逼真的视觉环境,为训练任务提供飞机座舱外部的真实场景,需要配置一套视景系统。
本文中视景主要采用3块75寸的显示器拼接而成,如图4所示。
结束语本文主要对某型机模拟座舱的设计思路、系统组成及工作原理等进行了描述。
应用实践证明,该模拟器能较好的完成飞行员所需的训练任务,并且运行稳定可靠,为单位创造了一定的经济效益。
图2 操纵设备间控制关系图图4 视景系统外形示意图图3 运动平台外形示意图法,主要包括:内插、外推和曲线拟合等方法。
(三)点迹关联点迹关联是点迹融合的关键步骤,是将各雷达的观测点迹凝聚或相关成一组,确定每组观测属于哪个已知实体目标的观测或是潜在实体目标的新观测。
点迹关联包括三个部分:首先是点迹过滤,通过先验知识滤除虚假点迹和处理能力以外的点迹;然后,根据关联门的限制输出可能的点迹-点迹对或点迹-航迹对,形成关联矩阵;最后,对关联矩阵进行判决,输出点迹信息。
为了提高并保证多部雷达点迹融合质量,对各个传感器送来的点迹要有比较高的要求,其要求的具体内容与权重知识库和关联算法有关。
(四)航迹滤波与更新点迹融合分系统在多部雷达探测的重叠区域会收到多部雷达的点迹,由于各部雷达扫描的不同步和测量上的误差,在点迹关联之后,会出现多个点迹关联同一条目标航迹的情况。
航迹滤波与更新包括两个部分:首先对上报的数据进行压缩预处理,提高系统实时处理速度;然后进行状态估计,即对处理后的数据进行滤波和更新、预测等处理。
某型飞机结构优化设计与仿真分析第一章引言
随着我国航空事业的不断发展,各种型号的飞机也在不断涌现,它们在设计中的各项因素也越来越复杂,因此,飞机结构的优化
设计和仿真分析变得越来越必要。
在飞机结构的设计和仿真分析中,结构优化设计和仿真分析是至关重要的步骤。
本文将介绍某
型飞机结构优化设计与仿真分析的实践过程。
第二章飞机结构的优化设计
2.1 结构设计思路
某型飞机是一种大型民用飞机,由于其重量、空间、承载能力
的要求较高,因此我们需要采用相应的结构优化设计方法。
在飞
机结构的设计过程中,我们需要遵循以下理念:
(1)尽量降低结构重量,减轻飞机自身的重量,提高飞机的
运载能力。
(2)优化结构形状和外型,减少空气阻力,提高飞机的速度
和稳定性。
(3)尽可能提高设计的实用性和可靠性,降低结构的故障率
和维修难度。
2.2 结构设计参数
在飞机结构的优化设计中,我们需要考虑以下一些关键参数:(1)翼展:翼展是飞机的双翼展开长度,直接影响飞机的操纵性和性能。
(2)主翼面积:主翼面积是飞机离地面的投影面积,影响飞机的升力和稳定性。
(3)机身长度和宽度:机身长度和宽度是飞机的结构参数,直接影响飞机的载重能力和空气动力学性能。
(4)气动参数:气动参数是指飞机的气动力学性能,包括气动阻力系数、升力系数、尾流等。
第三章飞机结构的仿真分析
3.1 仿真分析方法
在飞机结构的仿真分析中,我们采用了有限元分析方法。
有限元分析是一种非常常用的数值分析方法,可以很好地模拟几何形状复杂的结构,可以较好地处理非线性问题。
3.2 仿真分析步骤
在飞机结构的仿真分析中,我们一般分为以下几个步骤:
(1)建立结构有限元模型:我们需要将飞机结构分成若干个小的单元,对每个单元进行有限元网格划分。
(2)确定材料力学参数:根据结构材料的性质和强度指标,我们需要确定其材料力学参数。
(3)施加荷载:我们需要根据实际的工作环境,确定飞机的荷载情况,例如风载、重力和动力荷载等。
(4)求解结构响应:我们需要计算结构在荷载下的位移、应变和应力等响应情况。
(5)评估仿真结果:对计算结果进行评估和分析,判断其符合实际性能要求。
第四章结论
本文介绍了某型飞机结构优化设计和仿真分析的过程,包括结构设计思路、设计参数、仿真分析方法和仿真分析步骤。
飞机结构的优化设计和仿真分析在整个飞机设计流程中至关重要,对于飞机的性能和使用寿命有着直接的影响。
因此,我们需要采用先进的结构优化设计方法和仿真分析技术,来提升我国飞机行业的核心竞争力。