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基于最弱链模型的TC11钛合金轮盘疲劳分散性研究

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南京航空航天大学学报 2025年第01期57卷 80-91页

作者：胡浩楠王彤胡绪腾郭秩维余嘉伟杨思远程昊冯建文南京航空航天大学航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京航空航天大学能源与动力学院中国航发沈阳发动机研究所中国航发湖南动力机械研究所中国民用航空适航审定中心

基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法，材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命... 详细信息

基于最弱链理论建立了综合考虑材料疲劳分散性和尺寸效应的结构概率疲劳寿命分析方法，材料光滑疲劳寿命分布分别考虑了对数正态分布和威布尔分布。采用该方法基于TC11钛合金光滑疲劳寿命分布对TC11盘心模拟件和轮盘盘心部位的疲劳寿命及寿命散度系数进行了预测和分析。结果表明：基于两种概率分布的最弱链模型均可较准确地预测TC11模拟件的中值疲劳寿命，预测结果基本在试验结果的2倍分散带内；基于对数正态分布的最弱链模型对模拟件疲劳寿命散度的预测结果与试验统计结果较为接近，优于基于威布尔分布模型的预测结果；对于轮盘盘心部位，两种概率分布模型的寿命预测结果在失效概率较高时基本接近，失效概率较低时基于对数正态分布的预测结果明显大于基于威布尔分布的预测结果；基于对数正态分布的最弱链模型对盘心部位疲劳寿命散度的预测结果明显小于光滑试样和模拟件的散度系数，较基于威布尔分布的模型能够更好地分析和预测尺寸效应对结构疲劳分散性的影响。

关键词： TC11钛合金最弱链模型疲劳分散性对数正态分布威布尔分布

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航空发动机轮盘简化裂纹体建模

航空发动机 2025年第1期51卷 103-110页

作者：李昀睿唐雪鹤郭秩维冯建文胡绪腾航空航天结构力学及控制全国重点实验室南京210016 南京航空航天大学能源与动力学院南京210016 中国航发沈阳发动机研究所沈阳110015 中国民用航空适航审定中心北京100102

为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简... 详细信息

为了满足航空发动机轮盘损伤容限设计评估方法发展的需求,开展了轮盘简化裂纹体建模方法研究。对轮盘盘心、辐板、螺栓孔等关键部位可能存在的表面裂纹、内部裂纹等典型裂纹类型,根据轮盘的几何特征和载荷条件,利用商业软件对轮盘及简化裂纹体模型进行裂纹扩展计算和对比分析,提出了基于轮盘不同部位特征和对应临界裂纹尺寸的简化裂纹体模型建立及选取原则。结果表明:采用规则的简化裂纹体模型代替轮盘构件进行裂纹扩展分析,所计算的应力强度因子和裂纹尺寸随循环数的变化曲线与实际轮盘计算结果均非常接近,临界裂纹尺寸计算差别在±10%以内,裂纹扩展寿命的计算差别在±5%以内。简化裂纹体模型相较于实际轮盘的裂纹扩展寿命计算结果略偏保守。

关键词：轮盘损伤容限设计简化裂纹体模型临界裂纹尺寸裂纹扩展寿命航空发动机

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发动机结构审定的基本原理及其应用

航空动力学报 2023年第8期38卷 2034-2041页

作者：张弓何歆冯建文甄博中国民用航空适航审定中心结构审定室北京100102

为了在型号审定中更好地形成从要求制定、验证表明到使用中保持发动机安全性的闭环系统,通过综合失效设计管理、应力-强度干涉、典型结构特征和运行特性研究了发动机结构审定的基本原理,并建立了相应的工作模型。采用工作模型对发动机... 详细信息

为了在型号审定中更好地形成从要求制定、验证表明到使用中保持发动机安全性的闭环系统,通过综合失效设计管理、应力-强度干涉、典型结构特征和运行特性研究了发动机结构审定的基本原理,并建立了相应的工作模型。采用工作模型对发动机结构审定所涉及的典型失效模式进行分析,确定了12个条款的全部工作模型关键点,揭示了根据零部件失效后果确定条款适用对象,根据失效模式可控制性确定具体要求的条款内在关联关系。以典型专用条件和豁免为对象说明了限寿件和振动试验条款的安全意图及偏离处理中基本原理的应用。

关键词：适航民用航空发动机型号审定审定原理发动机结构

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民机起落架摆振仿真与虚拟适航验证

机械工程学报 2018年第14期54卷 179-184页

作者：何绪飞艾剑良宋智桃复旦大学航空航天系民航上海航空器适航审定中心

起落架摆振稳定性是现代民机研制和适航认证的重要关注问题。针对民用飞机复杂的前起落架系统,建立三维简化动力学仿真模型,分别模拟不同的摆振试飞场景-典型的摆振滑行速度、重量/重心和跑道障碍物摆振激励方式,开展刚柔耦合起落架结... 详细信息

起落架摆振稳定性是现代民机研制和适航认证的重要关注问题。针对民用飞机复杂的前起落架系统,建立三维简化动力学仿真模型,分别模拟不同的摆振试飞场景-典型的摆振滑行速度、重量/重心和跑道障碍物摆振激励方式,开展刚柔耦合起落架结构的摆振特性分析。仿真结果验证飞机起落架在正常构型下的稳定性,分别评估起落架减摆阻尼、轮胎松弛长度和侧偏刚度对摆振稳定特性的影响。通过对适用的中国民航适航规章进行解析,并综合民机型号起落架摆振适航审定实践提出包含摆振适航需求捕获和仿真分析、虚拟试验及物理试验(设备鉴定试验、起落架系统台架试验和摆振试飞)的摆振稳定性验证与适航审定的“积木模型”。实例分析表明运用虚拟验证技术辅助摆振适航验证和符合性判定的可行性。

关键词：起落架摆振结构动力学虚拟试验适航审定

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民用航空材料适航审定

材料工程 2017年第11期45卷 139-142页

作者：沈小明陈挺张迎春中国民用航空适航审定中心北京100102 中国民用航空上海航空器适航审定中心上海200335

以适航规章研究为基础,结合民用航空器适航审定的经验,分析适航规章对材料的适航条款,总结出对材料的核心适航要求是:材料应符合某种材料规范,材料规范保证材料具有设计资料所采用的强度性能和其他性能。分析国内民用航空材料适航管理方... 详细信息

以适航规章研究为基础,结合民用航空器适航审定的经验,分析适航规章对材料的适航条款,总结出对材料的核心适航要求是:材料应符合某种材料规范,材料规范保证材料具有设计资料所采用的强度性能和其他性能。分析国内民用航空材料适航管理方法,提出改进建议:(1)依据CCAR21.351至371条和CCAR 37的有关规定,对民用航空材料开展单独适航管理;(2)研究并推广基于统计的材料规范制定方法,用于建立能够保证材料具有设计资料所采用的强度性能和其他性能的材料规范;(3)建立民用航空材料协作机制,基于统计建立民用航空材料设计值手册,降低适航取证成本。最后给出材料规范建立过程中可采用的统计方法,为材料规范的建立提供了技术方法。

关键词：民用航空适航审定材料规范统计

含概率不确定性的复合材料吸能结构优化设计方法研究

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振动与冲击 2019年第11期38卷 101-109,139页

作者：冯振宇苏璇赵彦强解江牟浩蕾民航航空器适航审定技术重点实验室

由于复合材料力学性能分散度较大、加工精度较低,复合材料薄壁吸能结构具有难以忽略的不确定性。为此,建立了考虑参数不确定性的复合材料薄壁吸能结构优化设计方法,旨在设计阶段识别参数的不确定性,并设计出具有最优吸能特性的薄壁吸能... 详细信息

由于复合材料力学性能分散度较大、加工精度较低,复合材料薄壁吸能结构具有难以忽略的不确定性。为此,建立了考虑参数不确定性的复合材料薄壁吸能结构优化设计方法,旨在设计阶段识别参数的不确定性,并设计出具有最优吸能特性的薄壁吸能结构;首先,根据使用条件获取设计参数的范围,并利用中心组合实验设计确定设计参数的试验矩阵;然后,计算试验矩阵中每组设计参数吸能特性指标的平均值和标准差;接下来,分别确定不同复合材料薄壁结构设计参数组合与吸能特性指标的均值及标准差之间的响应面方程;最后,结合响应面方程和设计要求将其代入到优化后的数学表达式中,采用序列二次规划算法进行优化求解。以T700/3234复合材料薄壁圆管为研究对象,在规定特征尺寸范围内,分别对规定峰值载荷求比吸能最大,以及对规定峰值载荷求比吸能标准差最小问题,进行了优化求解,验证了所提方法的实用性。

关键词：复合材料薄壁吸能结构不确定性吸能特性规划算法优化设计

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纤维增强复合材料零部件的制造符合性检查

航空制造技术 2014年第9期57卷 66-68,72页

作者：王仁龙谭永刚民航上海航空器适航审定中心

研究了纤维增强复合材料零部件的制造符合性检查主要关注问题,结合国内某运输类飞机型号项目审查工作经验,对常见的缺陷进行了总结为开展民用航空产品复合材料零部件的制造符合性检查提供一定的借鉴作用。

关键词：民用航空适航复合材料制造符合性检查

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水上飞机起飞速度适航要求研究

飞行力学 2015年第5期33卷 456-459页

作者：刘勋张彤民航上海航空器适航审定中心飞行性能室上海200335

进行水上飞机的型号合格审定需提出针对其设计和使用特点的特定适航要求。基于水上飞机在起飞过程中的动力学特点,对水上飞机起飞的过程和阶段进行了分析,给出了水上起飞的特征速度定义。分析并确定了水上起飞特征速度的相关安全性限制... 详细信息

进行水上飞机的型号合格审定需提出针对其设计和使用特点的特定适航要求。基于水上飞机在起飞过程中的动力学特点,对水上飞机起飞的过程和阶段进行了分析,给出了水上起飞的特征速度定义。分析并确定了水上起飞特征速度的相关安全性限制,参考陆上飞机起飞速度适航要求的安全性目标和原则,建立了水上飞机起飞速度的适航要求,并对相应符合性验证的重要问题进行了探讨。

关键词：水上飞机起飞速度适航要求符合性验证

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运输类飞机风挡鸟撞位置影响分析研究

振动与冲击 2019年第17期38卷 95-102页

作者：刘信超徐亚芳王露晨陆晓华左洪福南京航空航天大学民航学院南京211100 中国民航上海航空器适航审定中心上海200335

根据CCAR 25.775要求,研究运输类飞机风挡的鸟撞安全性以确保运输类飞机风挡结构满足适航要求。基于瞬态动力学软件PAM-CRASH建立碰撞数值仿真模型,对撞击位置的影响进行参数化研究。通过研究接触力、动能变化的分布规律,证明越靠近机... 详细信息

根据CCAR 25.775要求,研究运输类飞机风挡的鸟撞安全性以确保运输类飞机风挡结构满足适航要求。基于瞬态动力学软件PAM-CRASH建立碰撞数值仿真模型,对撞击位置的影响进行参数化研究。通过研究接触力、动能变化的分布规律,证明越靠近机身纵轴,接触力越大,飞机吸收的鸟体动能越多。通过将风挡变形过程与鸟体动能变化相联系,发现部分工况的撞击结果对边界表现出较强的相关性,风挡边界夹持部件对风挡变形能力的影响不可忽视,并考虑了窗框结构不同部位支持刚度的差异性。同时,通过分析窗框结构不同部位的内能分布,指出了窗框结构在不同鸟撞位置影响下的响应特点。最终发现,对于风挡结构而言,撞击点相对飞机纵轴的距离、边界夹持部件两大因素属于较为敏感的因素,并依据这两因素给出了具有代表意义的四个撞击靶点,研究结果对适航审定工作有一定的参考意义。

关键词：鸟撞适航运输类飞机风挡撞击位置