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题目:大型飞机翼下发动机吊舱结构及其与机翼连接研究

关键词:大型客机;吊舱;发动机挂架;结构设计

  摘要

CJ818是北京航空航天大学大飞机培训班设计的150座级的新一代干线客机,CJ818大型客机的设计从一开始就基于CCAR-25部试航规范,强调其安全性、舒适性、经济性和优良的高原特性,在初步设计阶段就便以参与国际市场的竞争作为目标,在学习国外先进飞机设计经验的同时,把中国的特色和真正的创新精神融入到我们所设计的飞机中。 依据CCAR-25部适航条例和飞机设计手册的规定,参考多种民机的吊舱结构布局,尤其是波音737和空客A320的吊舱结构形式,确定CJ818飞机采用翼下吊舱结构。 该吊舱采用超静定支撑形式,有上梁、中梁、下梁组成,它们通过四个支点和机翼连接,其中包括两个中间梁接头,一个上连杆,一根斜支柱。连接处用经过热处理的空心销钉连接,以保证在规定载荷作用下不会发生剪切破坏。同时用CATIA完成吊舱结构的三维实体建模,和一些关键接头部位的CATIA模型。发动机的推力、惯性力以及作用在发动机上的气动载荷都是通过发动机挂架传到机翼上,根据飞机设计手册提供的估算方法,计算作用在吊舱上的载荷分布,依据计算的极限载荷,使用工程梁理论初步计算出吊舱主呈力梁结构的凸缘面积。用Patran/Nastran软件建立呈力结构的有限元模型,计算极限载荷下吊舱结构的应力分布,检验其设计的合理性。在连接设计中主要讨论连接耳片和连接销钉的设计。 结果表明,吊舱的梁架布局可以很好地承担外载荷的作用和完成结构内部力的传递。吊舱主承力构件的布置和基于工程梁理论所得出的构件尺寸可以保证模型的强度和刚度满足设计要求。