大型民机机身段抗坠撞特性分析

论文摘要

大型客机耐撞性分析与抗坠毁设计技术是大型客机设计的重要内容之一。美国自上世纪80年代开始进行一些坠落试验来研究飞机结构在可生还撞击条件下的冲击响应,然而坠撞试验有费用高、耗时长及每个试验模型只能进行一次撞击试验等缺点。耐撞性仿真分析相对于坠撞试验则没有上述缺点,而且能比较容易地分析设计条件变化对飞机耐撞性的影响。坠落试验是飞机抗坠毁设计及分析的一个重要手段,适航条例中也有坠落试验的要求。本文建立一个大型客机机身段几何模型以及有限元模型,并参照与其结构相似的美国FAA开展的B737-100机身段带行李垂直坠撞试验,进行相同条件下的某型客机机身段坠撞有限元分析。比较试验结果与仿真结果的变形及两个模型中相对应点的加速度响应,从而可以验证仿真分析模型的正确性并得到机身段的坠撞响应。随后利用仿真模型进行无行李、改变速度及改变滚转角后的坠撞分析,并与某型客机参照试验进行的仿真分析进行对比,从而得出行李、速度以及滚转角对机身段坠撞响应的影响。上述分析可为大型客机抗坠撞设计及分析提供参考。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究概况
• 1.3 本文主要研究内容
• 第二章 B737 坠撞试验
• 2.1 引言
• 2.2 B737 坠撞试验介绍
• 2.3 小结
• 第三章 坠撞分析及数据处理
• 3.1 引言
• 3.2 坠撞仿真分析基本原理
• 3.3 飞机结构坠撞分析数据处理技术
• 3.3.1 坠撞分析数据的滤波处理
• 3.3.2 坠撞分析数据重叠误差
• 3.4 坠撞仿真结果与试验结果相关性分析
• 3.5 小结
• 第四章 坠撞分析模型建立
• 4.1 几何模型建立
• 4.2 有限元模型与仿真
• 4.2.1 整体模型
• 4.2.2 吊柜和支撑件模型
• 4.2.3 货舱门及加强结构模型
• 4.2.4 座椅及支撑结构模型
• 4.2.5 行李模型
• 4.2.6 材料属性
• 4.3 坠撞分析模型与试验模型的比较
• 4.4 小结
• 第五章 试验与仿真结果对比
• 5.1 仿真过程中机身框的变形过程
• 5.2 仿真和试验变形比较
• 5.3 仿真和试验的冲击响应比较
• 5.3.1 座椅导轨的加速度响应
• 5.3.2 机身框的加速度响应
• 5.3.3 座垫的加速度响应
• 5.4 小结
• 第六章 不同坠撞工况研究
• 6.1 行李对冲击响应的影响
• 6.1.1 机身框的变形
• 6.1.2 座椅导轨的加速度响应
• 6.1.3 机身框的加速度响应
• 6.1.4 座垫的加速度响应
• 6.2 速度对冲击响应的影响
• 6.2.1 座椅导轨的加速度响应
• 6.2.2 机身框的加速度响应
• 6.2.3 座垫的加速度响应
• 6.3 滚转角对冲击响应的影响
• 6.3.1 座椅导轨的加速度响应
• 6.3.2 机身框的加速度响应
• 6.3.3 座垫的加速度响应
• 6.4 小结
• 第七章 总结与展望
• 7.1 全文总结
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 在学期间的研究成果及发表的学术论文