一种用于适航审定的复合材料结构设计验证方法技术

本发明专利技术公开了一种用于适航审定的复合材料结构设计验证方法。所述一种用于适航审定的复合材料结构设计验证方法包含以下步骤：S1,确定复合材料应用位置，并进行复合材料的适航验证；S2,确定典型结构的初步尺寸，从S1中确定的复合材料体系中选定需要的复合材料，并进行复合材料在该结构状态下的设计许用值的适航验证。S3,根据S2中得到的设计许用值，进行组件级复合材料结构的详细设计及适航验证；S4，根据S3中组件级复合材料的结构设计，确定飞机全尺寸级的复合材料的详细设计及试航验证。本发明专利技术的有益效果：通过本试验验证方法得到的结果置信度高，对设计人员的经验要求低，不同人员可以遵循同一验证方法，节约了审查时间，加快了产品的研发周期。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及航空适航审定
，具体涉及。
技术介绍
由于日益激烈的市场竞争的商业需要及飞机性能的本质要求，现代先进民机机体结构复合材料用量越来越大，已实现了从非承力、次承力构件，到尾翼级主承力，再到机翼、机身主承力构件的应用。复合材料结构的应用已成为衡量新一代民机技术水平先进性的重要标志，更是降低成本、提高性能和市场竞争力的重要因素之一。目前国内的复合材料结构设计及验证还远不能覆盖民机复合材料机翼、机身主承力结构，大多依赖于现有的非承力构件和尾翼级主承力构件的技术，对技术人员的经验及分析能力有很高要求，并且相关设计及验证方法也是因人而异，并没有一套系统的用于适航审定的复合材料结构设计验证方法，因此限制了复合材料在飞机结构上的应用及航空器飞行性能及竞争优势。本专利技术提出系统、经济的复合材料结构设计及验证方法，能够支持航空器适航审定的复合材料非承力结构、次承力结构、尾翼级主承力结构及机翼和机身主承力结构的设计及验证。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供，以解决或至少减轻
技术介绍
中的所存在的至少一处的问题。本专利技术的技术方案是:提供，包含以下步骤:S1，根据飞机结构选材方案，确定复合材料应用位置，结合受力特点选定复合材料体系，并进行复合材料的适航验证；S2，根据飞机结构载荷分析及所选复合材料体系，确定典型结构的初步尺寸，从S1中确定的复合材料体系中选定需要的复合材料，并确定所述复合材料在该结构状态下的设计许用值；并进行复合材料在该结构状态下的设计许用值的适航验证。S3，根据S2中得到的设计许用值，进行组件级复合材料结构的详细设计及适航验证；S4，根据S3中组件级复合材料的结构设计，确定飞机全尺寸级的复合材料的详细设计及试航验证。优选地，所述S1具体为:S11，依据飞机设计的性能目标及现有复合材料数据库，确定复合材料结构应用方案，进行材料筛选及选择，初步确定全机复合材料选材体系；s 12，根据S11中确定的全机复合材料选材体系，确定材料规范及需要验证的材料规范验证试验大纲，一并提交适航审定部门审查；S13，通过试件级试验验证并完善S12中确定的材料规范，确定各复合材料体系的单层性能，明确材料许用值，同时申请适航审定部门目击试验；S14，根据S11至S13编写试验报告及试验分析报告，并将S13中形成的复合材料的材料规范、试验大纲一并提交适航审定部门审查。优选地，所述S2具体为:S21，根据S2中确定的典型结构初步尺寸，编写工艺规范及工艺规范验证试验大纲，一并提交适航审定部门审查；S22，通过对典型结构试验验证，完善S21中编写的工艺规范及工艺规范验证试验大纲，确定各复合材料体系的层合板、夹芯结构芯材、胶的性能，考虑复杂形状及环境因子，确定设计许用值，同时申请适航审定部门目击试验；S23，根据S21、S22编写试验报告及试验分析报告，并将S22完善后的复合材料工艺规范及工艺规范验证试验大纲一并提交适航审定部门审查。优选地，所述S3具体为:S31，根据S2中确定的设计许用值，结合结构分析进行组件级结构详细设计，并将组件级结构图纸及验证试验大纲提交适航审定部门审查；S32，组件级结构制造及试验验证，并对S31中的结构分析方法进行进一步验证，申请适航审定部门进行试验件制造符合性检查及验证试验目击；S33，编写各组件级结构验证试验报告及分析报告并提交适航审定部门审查。优选地，所述S4具体为:S41，飞机全尺寸制造及验证试验，并申请适航审定部门目击验证试验；S42:根据飞机全尺寸验证试验结果，编写飞机全尺寸结构验证试验报告及分析报告，并编写试验大纲提交适航审定部门审查。本专利技术的有益效果:本专利技术提出了一套细统的用于适航审定的复合材料结构设计验证方法，在试验的每一步均申请了试航审定部门目击试验，同时编写试验大纲并提交试航审定部门审查，通过本试验验证方法得到的结果置信度高，对设计人员的经验要求低，不同人员可以遵循同一验证方法，降低了设计成本及试航审查成本，节约了审查时间，加快了产品的研发周期。【附图说明】图1是本专利技术的用于适航审定的复合材料结构设计验证方法的流程图。【具体实施方式】为使本专利技术实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底” “内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术保护范围的限制。如图1所示，，包含以下步骤:S1,根据飞机结构选材方案，确定复合材料应用位置，结合受力特点选定复合材料体系，并进行复合材料的适航验证。可以理解的是，确定复合材料的应用位置后，在考虑该部位受力特点选定复合材料体系时，应充分考虑该结构所受到的各种形式的力，如静力载荷、疲劳载荷等，选取相对合适的材料体系。S1具体为:S11，依据飞机设计的性能目标及现有复合材料数据库，确定复合材料结构应用方案，进行材料筛选及选择，初步确定全机复合材料选材体系；S12，根据S11中确定的全机复合材料选材体系，确定材料规范及需要验证的材料规范验证试验大纲，一并提交适航审定部门审查；S13，通过试件级试验验证并完善S12中确定的材料规范，确定各复合材料体系的单层性能，明确材料许用值，同时申请适航审定部门目击试验；S14，根据S11至S13编写试验报告及试验分析报告，并将S13中形成的复合材料的材料规范、试验大纲一并提交适航审定部门审查。可以理解的是，对于现有复合材料数据库中已有的标准材料，可以直接引用该材料的材料规范；对新材料应用在航空飞行器上，首先应该编写新材料的材料规范，新材料的材料规范中应该明确该材料的应用范围、引用标准以及材料的基本性能。所述基本性能应包含材料的温度、湿度的适用范围、对环境的要求(如耐酸碱腐蚀性能)以及基本的力学性能。所述基本的力学性能应包含最小屈服强度、最小抗拉强度、伸长率、端面收缩率以及材料的基本含量组成。S2,根据飞机结构载荷分析及所选复合材料体系，确定典型结构的初步尺寸，从S1中确定的复合材料体系中选定需要的复合材料，并确定所述复合材料在该结构状态下的当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于适航审定的复合材料结构设计验证方法，其特征在于，包含以下步骤：S1,根据飞机结构选材方案，确定复合材料应用位置，结合受力特点选定复合材料体系，并进行复合材料的适航验证；S2,根据飞机结构载荷分析及所选复合材料体系，确定典型结构的初步尺寸，从S1中确定的复合材料体系中选定需要的复合材料，并确定所述复合材料在该结构状态下的设计许用值；并进行复合材料在该结构状态下的设计许用值的适航验证；S3,根据S2中得到的设计许用值，进行组件级复合材料结构的详细设计及适航验证；S4，根据S3中组件级复合材料的结构设计，确定飞机全尺寸级的复合材料的详细设计及试航验证。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段敏鸽，刘存喜，周景锋，何思，邱朝群，孙世东，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安飞机设计研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61