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主办单位:西北工业大学  中国航空学会
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复合材料整体机身框环向弯曲试验研究与强度分析
作者:
作者单位:

1.上海飞机制造有限公司;2.上海飞机制造有限公司 复合材料中心

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中图分类号:

V214.8

基金项目:


Hoop Bending Test and Strength Analysis of Composite Fuselage Integral Frame
Author:
Affiliation:

Shanghai Aircraft Manufacturing Co.,Ltd.,COMAC Composite Center

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    摘要:

    机身框作为民用飞机的主要承载结构,其承载效率对飞机的重量具有重要意义。为研究整体机身框的失效模式和承载能力以及侧向支撑对框承载能力的影响,对复合材料C 型和Z 型整体机身框曲板试验件进行环向弯曲试验。采用大小相等方向相反的一对力偶将弯曲载荷施加在试验件上,对工程方法进行修正,与有限元模型一同对整体机身框失效载荷进行预测,并与试验结果进行对比。结果表明:C 型整体框拥有比Z 型整体框更好的承载能力;侧向支撑对整体机身框失效模式影响效果显著,合理地设计布置侧向支撑,是提高复合材料机身框承载效率的关键;采用修正后的工程方法能够有效预测框的侧向失稳,可以用于整体机身框尺寸和侧向支撑布置方案的快速计算迭代;但是框内缘局部稳定性方法不够保守,需要采用有限元模型进行优化迭代。

    Abstract:

    As the main bearing structure of civil aircraft, the fuselage frame is of great significance to the weight of the aircraft. A hoop bending test was carried out on the composite fuselage curved panels with C- and Z-type integral frames to study the failure mode and load-bearing capacity of the integral frame, as well as the influence of lateral support on the load-bearing capacity of the frame. A pair of force couple was used to apply bending load on the panel. The modified engineering algorithms and FE models were used to predict the failure load and compare with the test results. The research shown that C-type integral fame should be selected as the main design plan because of the better design redundancy. The arrangement of lateral support was the key to improve the load capability of the integral frame, as it could affect the failure mode. The modified engineering algorithms could predict the frame lateral stability, effectively, which could be used for calculation iterations of the integral frame size and lateral support ar-rangement, rapidly. However, the engineering algorithm for inner flange local stability was not conservation, and the FE method should be used for optimization iteration.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

梁珩,汤国伟,郑晓玲.复合材料整体机身框环向弯曲试验研究与强度分析[J].航空工程进展,2023,14(1):104-113

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  • 收稿日期:2022-02-17
  • 最后修改日期:2022-04-13
  • 录用日期:2022-05-09
  • 在线发布日期: 2022-12-09
  • 出版日期: