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1、 曲面货舱结构设计分析 王盼乐【摘 要】民用飞机货舱内饰结构有多种不同形态，为了更大的利用飞机内部空间，货舱结构可采用曲面结构，本文对此种曲面货舱结构进行有限元分析，并与试验结果进行对比，得出现有结构设计是否安全，同时为后续货舱结构的更改提供参考。【Key】货舱；曲面结构；设计0 前言民用飞机货舱内饰的设计需通过静强度试验来验证对CCAR25.787（a）条款的符合性，并测量货舱内饰在限制载荷试验下的变形量，用于货舱安全性分析。同时，飞机在应急着陆情况下，应保证货物的移动不得损坏货舱周围重要的系统设备及管路，以防产生火灾或爆炸影响应急撤离，所以需要测定货舱内饰在承受CCAR25.561（b）规

2、定的应急着陆载荷情况下的破损情况，用于货舱安全性分析。本文主要针对货舱内饰结构中曲面货舱结构进行分析，并与试验结果进行对比，为后续结构的验证及改进提供参考。1 曲面货舱结构曲面货舱的结构如图1所示，图中曲面部分为柔性内饰结构，后面结构支撑件，曲面结构能增大货舱空间，增加货舱的利用率。2 有限元模型建立曲面货舱结构的有限元模型如图2所示，其中在四根横梁两端进行固支，面板与结构铆接，紧固件通过有限元软件中的cweld进行模拟，考虑的工况有：1）气密载荷极限载荷329kg；2）惯性载荷极限载荷1377kg。载荷在曲面柔性结构上均匀分布。3 曲面货舱分析及试验结果3.1 气密载荷极限载荷作用曲面货舱结

3、构的变形及应力分布如图3所示。其最大变形为2.58mm，最大应力为157.7MPa，柔性材料后的支撑角片应力为73MPa。3.2 惯性载荷极限载荷作用曲面货舱结构的变形及应力分布如图4所示。其最大变形为7.08mm，最大应力为499.1MPa，柔性材料后的支撑角片应力为292MPa。3.3 曲面货舱试验结果曲面货舱地板试验如图5所示，利用沙袋模拟均匀的气密载荷逐渐加载，并测量柔性内饰板的变形，观察周围支撑结构是否有裂纹或紧固件是否断裂。试验结果与有限元分析结果见表1。通过表1可以看出，有限元分析结果与试验结果基本一致。4 结论本文通过对曲面货舱结构进行分析，并对比试验结果，表明现有结构设计安全

4、，同时有限元分析结果与试验结果一致，为后续结构的设计更改提供参考。【Reference】1牛春匀.实用飞机结构工程设计M.北京：航空工业出版社，2008.2Santare MH， Lambros J. Use of Graded Finite Elements to Model the Behavior of Nonhomogeneous MaterialsJ. Journal of Applied Mechanics， 2000.3Kim JH，Paulino GH. Isoparametric graded finite elements for nonhomogeneous ieotropic and orthotrop

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