复合材料轻型飞机静强度适航符合性验证研究
发布时间：2020-06-19 07:43
【摘要】：随着通用航空发展“十三五”规划的实施,中国民用航空局于2016年发布了《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》文件,这标志着通用航空业已经成为国家战略性新兴产业,研发生产符合适航要求的通用飞机将会迎来广阔的市场前景。本文以某型复合材料通用飞机适航取证为背景,根据通用飞机适航规章CCAR-23-R3部对其结构静强度进行适航符合性验证分析;主要从载荷计算、全机复合材料结构静强度分析和关键件结构静强度分析三个方面来阐述该采用什么样的适航符合性验证方法以及如何通过该验证方法来表明结构静强度满足适航要求。对于载荷计算的符合性证明,本文采用分析计算的方法来进行验证;根据具体适航条款得到飞行载荷计算所需的基本数据,然后根据不同的飞行高度、飞行重量、飞行重心与飞行包线上不同机动点相结合的方法,对不同飞行状态下的载荷工况进行了快速有效的选择,然后利用飞行力学的计算方法对所取工况进行分析计算,通过对计算结果筛选得到最严重的飞行载荷,并通过CFD计算验证其可靠性,以此证明载荷计算的适航符合性。对于结构静强度的符合性证明,本文采用经适航审定部门认可的Patran/Nastran有限元分析方法及少量实验室试验方法进行验证。在有限元分析过程中,根据建模准则对全机进行二维简化建模、对机翼梁进行三维简化建模,然后分析在符合适航要求计算出的限制载荷作用下,结构是否发生永久的有害变形;在极限载荷作用下结构是否发生破坏,最后对主要结构进行静力试验,通过有限元分析结果和静力试验结果对比分析,验证结构静强度的适航符合性。
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V215
【图文】：
复合材料通用飞机结构静强度适航符合性验证方法研究在国外，美国霍克比奇公司在 20 世纪 90 年代就研制了两款喷气公务机：“首相”I 和“霍克”400[6]，其显著的特征是采用了全复合材料机身；此后，世界先进通用飞机制造商相继研制出已经量产的全复合材料通用飞机，它们主要有亚当公司研制的利尔螺旋桨(Lear Fan 2100)[和爱芙迭克(Avtek)400[9]，其技术特点如下。利尔螺旋桨(Lear Fan)2100：利尔螺旋桨 2100 是第一架全复合材料机体结构的飞机，通过大量应用碳纤维/环氧和 Kevlar/环氧复合材料使全机结构重量减轻 40%[10]。采用胶接技术把由织物制成的蒙皮、肋与由单向带制成的梁、框等结构胶结固化成一体。方向舵、升降舵、襟翼和副翼则采用 Kevlar/环氧蒙皮和 Nomex 蜂窝夹芯组成的夹层结构铰接到机翼和安定面上。爱芙迭克(Avtek)：Avtek 是串联双翼(鸭式)布局的通用飞机[11]。该机通过采用由 Nomex 蜂窝和 Kevlar 布组成夹层结构来代替传统飞机上的长桁与缘条，使全机制造简便、在性能得到很大提升的同时也极大的减轻了飞机重量。通过采用 Nomex 蜂窝和 Kevlar 布在干态室温环境下手动铺层然后在120 C 固化温度下简易固化技术，极大的降低了飞机制造成本。
南京航空航天大学硕士学位论文DA-40 型飞机[15]，以及中航通飞研发的西锐 SR2X 系列飞机，其中 SR22 飞机于 2012 年 11 月12 日成功首飞[16]。DA40：DA40 的机身、机翼结构都由复合材料制成。机身的结构主要是玻璃纤维夹层结构制成的半硬壳式结构，由 2 个半机身和 1 个中间部件粘接而成，为了使机身具有足够的强度和刚度，部分区域夹层面板增加了碳纤维材料。机翼同样是半硬壳式结构，主要由 2 个碳纤维工字梁，GFRP 夹芯腹板，硬质闭孔泡l行久善ず
本文编号：2720499
【学位授予单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：V215
【图文】：
复合材料通用飞机结构静强度适航符合性验证方法研究在国外，美国霍克比奇公司在 20 世纪 90 年代就研制了两款喷气公务机：“首相”I 和“霍克”400[6]，其显著的特征是采用了全复合材料机身；此后，世界先进通用飞机制造商相继研制出已经量产的全复合材料通用飞机，它们主要有亚当公司研制的利尔螺旋桨(Lear Fan 2100)[和爱芙迭克(Avtek)400[9]，其技术特点如下。利尔螺旋桨(Lear Fan)2100：利尔螺旋桨 2100 是第一架全复合材料机体结构的飞机，通过大量应用碳纤维/环氧和 Kevlar/环氧复合材料使全机结构重量减轻 40%[10]。采用胶接技术把由织物制成的蒙皮、肋与由单向带制成的梁、框等结构胶结固化成一体。方向舵、升降舵、襟翼和副翼则采用 Kevlar/环氧蒙皮和 Nomex 蜂窝夹芯组成的夹层结构铰接到机翼和安定面上。爱芙迭克(Avtek)：Avtek 是串联双翼(鸭式)布局的通用飞机[11]。该机通过采用由 Nomex 蜂窝和 Kevlar 布组成夹层结构来代替传统飞机上的长桁与缘条，使全机制造简便、在性能得到很大提升的同时也极大的减轻了飞机重量。通过采用 Nomex 蜂窝和 Kevlar 布在干态室温环境下手动铺层然后在120 C 固化温度下简易固化技术，极大的降低了飞机制造成本。
南京航空航天大学硕士学位论文DA-40 型飞机[15]，以及中航通飞研发的西锐 SR2X 系列飞机，其中 SR22 飞机于 2012 年 11 月12 日成功首飞[16]。DA40：DA40 的机身、机翼结构都由复合材料制成。机身的结构主要是玻璃纤维夹层结构制成的半硬壳式结构，由 2 个半机身和 1 个中间部件粘接而成，为了使机身具有足够的强度和刚度，部分区域夹层面板增加了碳纤维材料。机翼同样是半硬壳式结构，主要由 2 个碳纤维工字梁，GFRP 夹芯腹板，硬质闭孔泡l行久善ず
本文编号：2720499
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/hangkongsky/2720499.html
