飞机舱门结构相对位移的分析方法

飞机飞行过程中要保持一定的增压状态,因此舱门的密封性非常重要。以有限元分析方法为基础,提出了飞机舱门和对应机头结构相对位移的计算方法。根据舱门结构形式和对应真实材料参数建立有限元模型,保证其与真实结构的刚度等效。通过算例展示具体计算流程,算例结果表明该方法合理并且实用,对飞机结构设计有重要的指导意义和参考价值。     

基于最小二乘法的飞机发动机安装节动态力识别

飞机舱内噪声与振动控制的一个关键技术是获取发动机安装节处的动态力,从而实现对发动机振动引发的机体结构振动和舱内噪声进行预测和控制.但对于飞机,在飞行状态下不可能对发动机安装节处的动态力进行直接测量.通过采用最小二乘法正则化逆运算,利用地面状态下发动机安装节至吊挂或发动机安装节至安装节上的结构频率响应函数,以及飞行状态下吊挂或发动机安装节上相同位置处的振动加速度响应,对发动机安装节上的动态力进行识别.通过对比逆运算过程中的矩阵条件数,判定两组动态力识别的相对准确度.通过对两组数据识别的动态力均方根值进行对比,确认通过最小二乘法识别的发动机安装节动态力满足工程使用要求.     

民用飞机发动机反推的空气动力学特性分析

建立了飞机发动机反推的数值计算方法,该方法针对低速不可压N-S方程组,通过SIMPLE算法对方程组进行解耦求解,采用强隐式方法迭代求解有限体积离散后的代数方程组,湍流模型为标准k-ε模型。选取30 m/s和71 m/s两种速度,对某型民机在两种反推构型下的空气动力学特性进行了计算,分析了反推气流分布及其对飞机的影响,对比了发动机流场畸变指数,总结了速度变化对反推流场性能的影响,发现反推构型Ⅱ的综合设计效果优于构型Ⅰ,为该飞机发动机反推设计提供了参考和支撑。     

基于双层博弈模型的民用航空产业链研究

本文针对民用航空市场中的大飞机制造商及航空发动机制造商建立双层博弈模型。在上层模型中,大飞机制造商以市场利润为目标决定其产量及对各发动机供应商的采购量;在下层模型中,航空发动机供应商通过求解一个优化问题决定其自身产量。在求解过程中,将下层优化问题转化为KKT条件,并作为上层优化问题的约束条件,使用分布式迭代算法(Distributed iterative algorithm),进行编程求解。本文通过求解波音-空客双寡头格局下的市场均衡对模型的有效性进行验证,并进一步分析国产大飞机C919量产后市场均衡的变化。     

新型轻质复合材料夹芯结构振动阻尼性能研究进展

作为新一代先进轻质超强韧结构材料,复合材料格栅和点阵夹芯结构受到了国内外学者的广泛关注.目前关于该类结构材料的设计制备以及相关力学性能研究已取得了大量的研究成果.然而对该类结构振动阻尼性能的研究则处于起步阶段.该文综述了纤维增强树脂基复合材料简单层合结构以及各类夹芯结构振动阻尼性能的研究现状.首先阐述其阻尼机理, 然后分别概述了复合材料简单层合板的微观和宏观阻尼模型、复合材料粘弹性阻尼夹层结构和新型夹层结构的阻尼预报工作,最后总结归纳现有关于该类结构阻尼特性研究工作中已取得的成果和不足之处,并对其未来发展进行了展望.     

前言

装备（空间飞行器、飞机、直升机、海洋平台、舰船、高铁、特种车辆等）主承载结构的轻量化、多功能化是实现性能提升、节能减排的重要途径。高孔隙率多孔材料具有超轻、高比强、高比刚度、高强韧、耐撞击、高效散热/隔热、高效吸声等多样化性能,是实现装备结构轻量化、多功能化的优良材料。然而,装备主承载结构的多功能轻量化设计、制备、验证及工程化应用仍面临着诸多挑战,涉及超轻多孔材料与结构一体化设计理论、多功能复合材料与结构跨尺度设计理论及优化策略、材料和结构先进制造技术、材料与结构测试及多物理场表征技术等研究领域。     

气动、结构、载荷相协调的大型风电叶片自主研发进展

从叶片设计的3个关键环节（气动设计、结构设计和载荷评估）出发,对叶片自主研发进展进行了总结分析．在气动设计方面,概述了计算流体动力学（computational fluid dynamics, CFD）方法、涡方法和叶素动量（blade element momentum, BEM）方法,并依据工程中广泛应用的BEM方法,指出了低风速区风电叶片的解决思路;在结构设计方面,简要概述了基于梁模型的传统设计分析方法,分析了其在大型复合材料叶片薄壳结构上的不足,并对有限元方法（finite element method, FEM）在叶片结构分析中的应用进展进行了介绍;在载荷评估方面,介绍了其对叶片和整机其它部件的影响,阐述了载荷预估方面的工作进展．然后,通过分析3个关键环节之间的相互关系,得到如下结论:建立气动、结构和载荷相协调的叶片优化设计体系,才能真正满足高效低成本的需要．最后,指明了需要进一步研究的主要方向,即高效低载翼型研究,结构非线性有限元分析,气动-结构耦合研究,设计标准制定．最终目标是建立适合中国风资源特点的叶片研发体系,推动我国风电产业发展.     

具有横观各向同性球形压电夹杂的压电复合材料的有效性质

压电复合材料的有效性质是一个十分重要的问题·在分析了一无限大均匀线性非压电介质中含有一个横观各向同性球形压电夹杂问题的基础上,导出了夹杂内的约束应变场和约束电场的解析表达式,进而得到了含横观各向同性球形压电夹杂的压电复合材料的有效电弹模量的稀疏解·本文结果可以用于压电复合材料或智能材料和智能结构的设计与分析·     

后机身蒙皮的改进优化

后机身蒙皮是结构的重要组成部分,其承受尾翼带来扭转等不同部件传递来的多方向载荷,适于发挥复合材料各向不同性的优势。由于受力方向多样化,合理设计铺层角度、铺层比例、铺层顺序和铺层厚度等参数以获得最大的减重收益,是复合材料蒙皮壁板设计的重点和难点。该文利用hyperworks有限元分析软件,将某型机的后机身上壁金属蒙皮改进为复复合材料结构,进行形状、尺寸和铺层顺序优化,结果表明:优化后满足强度、刚度和稳定性要求且获得了显著的减重效益。     

含分层损伤复合材料加筋层合板的分层扩展研究

建立了复合材料加筋结构的后屈曲和分层损伤扩展行为的数值模拟方法．基于Mindlin一阶剪切理论和von-Karman大挠度理论的层合板和层合梁单元，提出了含分层损伤复合材料加筋层合板分层扩展行为的有限元分析方法；利用虚裂纹闭合技术计算分层前缘的总能量释放率，并采用总能量释放率准则分层扩展判据，结合自适应网格移动技术，对在压缩载荷作用下的具有不同加筋形式，不同初始分层面积和形状的加筋板结构分层扩展行为进行了数值模拟研究，在分析中还考虑了加筋刚度、位置和分布，分层形状和大小、边界支撑强弱和分层前缘的接触效应对结构分层扩展行为的影响．本所提出的研究方法对工程界关于复合材料结构的设计具有重要意义．