客机复合材料APU舱门结构设计及分析

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1、第31卷第4期沈阳航空航天大学学报V01．31No．420l4年8月JoumalofShenyangAerospaceuniVersityAug．2014文章编号：2095—1248(2叭4)04—0059—06客机复合材料APU舱门结构设计及分析赵小龙，王岩(中航工业沈飞民用飞机有限责任公司工程研发中心，沈阳110179)摘要：按照结构布局、适航要求及APu门载荷水平，对复合材料APu舱门结构进行设计研究。为满足防火要求和闪电防护要求，选择先进碳纤维复合材料和泡沫芯材，设计了一种复合材料夹层结构。利用有限元模型

2、对夹层结构在气动载荷和风载作用下进行应力和位移分析，得到应变云图和变形云图，分析说明该夹层结构设计满足设计要求。通过对B737飞机APu舱门结构研究和重量提取，进行重量等效对比分析，结果表明该复合材料夹层结构比金属结构重量轻25．8％，减重效果明显。关键词：APU舱门；结构设计；复合材料；强度分析；夹层结构中图分类号：V223文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．2095—1248．2014．04．012Structuraldesignandanalysisofaircraf．tcompositeA

3、PUdoorsZHAOXiao一10ng，WANGYan(TheResearch&Developmentcenter，AVIcsAccommercialAircrancompanyLimited，shenyang110013，cllina)Abstract：Accordingtomestmctureconfiguration，airworthinessstaJldardsanddoor10ads，smlctIlresofcompositeauxiliarypowerunitdoorsarestudied．Tome

4、ettherequirementsoffireprotectionand1ightningpmtection，acompositesandwichstnlctureisdesignedwimadvancedcarbonfibercompositesaIldfoam．Thes骶ssanddisplacememofmesaIldwichs缸uctIlreareaIlalyzedbyaflniteelementmodelundertlleaerody—na“caIldwindload．Thes廿ainanddispla

5、cementgraphspr0Vethattllestnlcmremeetsmedesignrequire-Inents．Themetalstructuresa11dmeweightofaB737APUdoorwima3Dmodelofequivalentweightarestudied．Theresultsshowthatt11ecompositesandwichs仃ucturesofAPUdooris25．8％1ighter．Keywords：APUdoor；stmcturedesign；compositem

6、aterial；strengmanalysis；sandwichstnlcture在大、中型飞机上，为了减少对地面(机场)供电设备的依赖，都装有独立的小型动力装置，称为辅助动力装置或APu(AuxiliaryPoweru—nit)¨J。客机的APu通常装在机身尾部的非增压舱内，位于方向舵后下方旧1，机身下部有大型开口供APu装卸和检修，这种大型检修口盖就是APu舱门。ccAR25．865要求位于指定火区或可能受到火区着火影响的邻近区域内必不可少的飞行操纵系统、发动机架和其它飞行结构，必须用防火材料制造或加以屏蔽，

7、使之能经受住着火影响旧J。在APU工作状态下APu舱内温度较高，有着火危险，对周围的机身和舱门结构有防火和耐火要求HJ，防火设计是APu舱门设计难点之一。空客公司A320系列客机APu舱门结构采用金属结构，主承力部件选用铝合金材料，铝合金结构不满足ccAR25防火要求，为满足防火要求，在铝合金结构上铺设一层不锈钢内蒙皮，火焰被不锈钢隔离，烧不到铝合金主结构。复合材料是20世纪60年代中期崛起的一种新型材料，有比强度、比刚度高、可设计性强、耐腐收稿日期：2014—05一04作者简介：赵小龙(1984一)，男，山西忻

8、州人，工程师，主要研究方向：飞机舱门设计，E—mail：zhao．xiaolong@sacc．com．cn。沈阳航空航天大学学报第31卷蚀等许多优异性能。在有人驾驶飞机结构上的应用始于20世纪70年代，其间经历了漫长的发展过程，从最初的次承力结构逐渐发展到现在的主受力结构和复杂结构的设计与应用∞J。现已广泛用于航空领域，对促进结构的轻量化、整体化和高性能化起到了很大的作用