复合材料登机舱门结构的设计研究.pdf

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1、第５卷第３期航空工程进展Vol畅５No畅３２０１４年８月ADVANCESINAERONAUTICALSCIENCEANDENGINEERINGAug．２０１４文章编号：１６７４‐８１９０（２０１４）０３‐３６９‐０８复合材料登机舱门结构的设计研究王秋宇，陈普会（南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室，南京２１００１６）摘要：登机舱门作为飞机的重要运动部件，目前主要采用金属材料，具有很大的减重潜力。为了研究复合材料用于登机舱门结构设计的可行性及其关键问题，按照适航规章及复合材料结构设计要求，在国

2、内首次开展复合材料登机舱门结构的设计与分析：首先采用有限元模型对三种舱门结构方案在设计载荷下的应变情况进行分析，优选设计构型方案；在此基础上，采用整体－局部单钉模型方法对优选的构型方案进行强度分析。结果表明：复合材料用于登机舱门结构设计是可行的。研究结果可为复合材料登机舱门结构的工程化设计提供一定参考。关键词：登机舱门；堵塞式；结构设计；复合材料；失效分析中图分类号：V２１４．８文献标识码：AStructureDesignandAnalysisofCompositeBoardingDoorWangQiuyu

3、，ChenPuhui（KeyLaboratoryofFundamentalScienceforNationalDefense‐advancedDesignTechnologyofFlightVehicle，NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing２１００１６，China）Abstract：Theboardingdoorisanimportantmovingpartofaircraftandoftenmadeofmetal，soitisofgr

4、eatpotentialforweightsaving．Thepurposeofthisarticleistoanalyzethefeasibilityofusingcompositematerialinthestructuredesignofboardingdoor．AccordingtotheCCARanddesigncriteriaforcompositestructure，are‐searchonstructuredesignandanalysisofcompositeboardingdoorisc

5、arriedout．ThebestoneofthreedesignoptionsischosenbasedonstressandstrainanalysisusingFEM．Thenthestructuralstrengthisanalyzedbyu‐singthemethodofglobal‐localsingle‐boltmode．Theresearchrevealsthatusingthecompositematerialsinstructuredesignofboardingdoorisfeasib

6、le．Theresearchresultscanprovideareferencefortheengineeringde‐signofcompositeboarddoorstructure．Keywords：boardingdoor；plug‐type；structuredesign；composite；failureanalysis途径，而且复合材料结构具有优良的抗疲劳特性、0引言维护性好、全寿命周期成本低等优点。因此，相比于金属舱门，复合材料舱门具有明显的经济优势。登机舱门是机身上重要且特殊的运动部件，

7、承目前，国外已有关于复合材料舱门结构设计的受很大的压差载荷，必须满足刚度、强度、疲劳、气研究，并获得实际应用，如B７８７的货舱舱门、密、可靠性等设计指标，在此基础上，要求舱门尽可A３５０XWB的登机舱门等。资料显示，A３５０XWB能减重。复合材料的低成本整体化设计与制造技［１‐３］的登机舱门比金属舱门减重约３０％。国内有术为登机舱门的减重设计提供了一种非常有效的［４‐５］关复合材料舱门的研究较少，特别是对于复合材料登机舱门的研究未见报道。收稿日期：２０１４‐０２‐１８；修回日期：２０１４‐０３‐０５本文开展

8、复合材料登机舱门结构的设计与分通信作者：王秋宇，７８２５２３２８０＠qq．com析，对复合材料登机舱门进行总体结构设计分析、３７０航空工程进展第５卷结构布局方案分析、结构设计细节分析等。通过设门均为堵塞式，本文设计分析的舱门为堵塞式计研究，对复合材料登机舱门结构设计方法和结构舱门。设计中的关键设计要求、连接分析方法、应用复合根据CCAR２５．８０７，选择舱门下沿在地板水平［６］材料的优势等关键问题进行初步探索，为