有限元数值分析方法在适航符合性验证中的应用研究

发布时间：2020-10-28 08:13

　　 我国航空工业正处于飞速发展的阶段,适航工作是保障航空器性能的重要手段,也是航空器进入市场的准入门槛。随着计算机辅助技术的发展,以CAE为载体的有限元数值分析方法已成为航空器性能分析的重要手段,但在适航领域应用还不成熟。基于分析的适航认证工作可以极大地降低适航认证的经济与时间成本,因此将有限元数值分析方法引入航空器适航领域具有重要意义。本文对有限元数值分析方法在适航符合性验证中的应用做了深入研究,主要做了以下工作:1、对我国适航法规文件及适航验证方法进行解读,梳理了适于使用有限元数值仿真方法进行适航验证的条款,主要包括结构应力应变、疲劳损伤容限、气动性能、烟雾扩散、结冰防护、温升防火等;2、提出了适航符合性验证对有限元数值分析方法的技术要求,主要包括分析流程、有限元建模技术、软件可靠性、分析团队及个人的技术资质等,以保证有限元数值分析方法的可靠性;3、完成了有限元数值仿真方法在适航认证应用流程,主要包括适航条款梳理及适航要求研究、相关分析基础理论研究、有限元几何及数值模型建立、相关仿真工况研究、仿真结果的适航符合性分析等;4、以某型直升机安装雷达吊舱适航取证为例,基于当下工程领域应用最广的ANSYS有限元分析平台,对雷达吊舱的静力结构强度、突风载荷、疲劳评定适航符合性验证工作做了仿真分析。
【学位单位】：南京航空航天大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：V221.91
【部分图文】：

大型水陆两栖飞机 AG600 在珠海实现首次滑行，而由西安飞机工业集团型运输机运-20 也早已投入使用，这反映了我国的大飞机制造业进入迅猛发展时期一方面，随着国内低空空域的开放，我国的直升机研发制造以及改装领域也迎来了发展[1]。对于航空器及其部件，取得适航认证是其打入民航市场的基础[2]。对航空器及其部航管理，加强设计制造时期的初始适航管理以及后期使用维护时期的持续适航管高民用航空器的运行安全性、促进航空事业发展的必要保证手段。在获取适航证的需要应用不同的验证方法获取所需证据来向审查方表明产品对适航条款的符合性。来计算机技术的发展，以相关仿真工程软件为载体的有限元数值分析方法在适航符中的应用正逐渐被审查方所接受。随着有限元仿真软件的发展，其已经可以对大部分物理工程问题进行仿真模拟，同件的可靠性也随着软件的不断更新而稳步提高。此外，随着航空器设计的无纸化发机辅助几何建模已成为行业内的标准做法，航空器的计算机几何模型在其设计完成在，这也成为了有限元数值分析与仿真的天然基础。因此将有限元仿真应用于航空及适航取证工作已成为历史的必然选择，图 1.1 为某型飞机的静强度分析图[4]。

典型的型号合格审定过程

有限元数值分析方法在适航符合性验证中的应用研究适航符合性验证作为适航管理工作中的重要一环，它是向中国民用航空局审查部门证明航空器及其部件适航性的直接步骤，主要工作在符合性计划制定及实施阶段内完成。有限元数值仿真分析方法主要应用于适航取证的计划实施阶段，即对航空器性能做出适航条款符合性验证阶段，其主要流程如图 2.3。
【参考文献】

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本文编号：2859831