复合材料轻型飞机静强度适航符合性验证研究

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1、中图分类号：V215.2论文编号：102870118-S168学科分类号：082501硕士学位论文复合材料轻型飞机静强度适航符合性验证研究研究生姓名刘波浪学科、专业飞行器设计研究方向结构强度分析与适航验证指导教师金海波副教授南京航空航天大学研究生院航空宇航学院二О一八年三月NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofAerospaceEngineeringResearchonVerificationMethodofAirwor

2、thinessComplianceofStaticStrengthforCompositeLightAircraftAThesisinFlightVehicleDesignbyLiuBolangAdvisedbyAssociateProf.JinHaiboSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringMarch,2018承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特

3、别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后适用本承诺书）作者签名：日期：南京航空航天大学硕士学位论文摘要随着通用航空发展“十三五”规划的实施，中国民用航空局于2016年发布了《国务院办公厅关于促进通用航空业发展的指导意见》文件，这标志着通用航空业已经成为国家战略性新兴产

4、业，研发生产符合适航要求的通用飞机将会迎来广阔的市场前景。本文以某型复合材料通用飞机适航取证为背景，根据通用飞机适航规章CCAR-23-R3部对其结构静强度进行适航符合性验证分析；主要从载荷计算、全机复合材料结构静强度分析和关键件结构静强度分析三个方面来阐述该采用什么样的适航符合性验证方法以及如何通过该验证方法来表明结构静强度满足适航要求。对于载荷计算的符合性证明，本文采用分析计算的方法来进行验证；根据具体适航条款得到飞行载荷计算所需的基本数据，然后根据不同的飞行高度、飞行重量、飞行重心与飞行包线上不同机动点相结合的方法，

5、对不同飞行状态下的载荷工况进行了快速有效的选择，然后利用飞行力学的计算方法对所取工况进行分析计算，通过对计算结果筛选得到最严重的飞行载荷，并通过CFD计算验证其可靠性，以此证明载荷计算的适航符合性。对于结构静强度的符合性证明，本文采用经适航审定部门认可的Patran/Nastran有限元分析方法及少量实验室试验方法进行验证。在有限元分析过程中，根据建模准则对全机进行二维简化建模、对机翼梁进行三维简化建模，然后分析在符合适航要求计算出的限制载荷作用下，结构是否发生永久的有害变形；在极限载荷作用下结构是否发生破坏，最后对主要结

6、构进行静力试验，通过有限元分析结果和静力试验结果对比分析，验证结构静强度的适航符合性。关键词：复合材料，通用飞机，结构静强度，适航规章，符合性验证方法I复合材料结构冲击损伤的数值模拟与试验验证ABSTRACTWiththeimplementationofthe"13thFive-YearPlan"forgeneralaviationdevelopment,theCivilAviationAdministrationofChinareleasedthe"GuidanceOpinionoftheGeneralOfficeoft

7、heStateCouncilonPromotingtheDevelopmentofGeneralAviationIndustry"in2016,whichmarksthatthegeneralaviationindustryhasbecomeanationalstrategicEmergingindustries,anddevelopingoflow-costgeneralaircraftinlinewithairworthinessrequirementswillusherinabroadmarketprospects.

8、Inthispaper,Acertaintypeofcompositegeneralaviationairworthinesscertificationasthebackground,accordingtoGeneralAircraftAirworthinessRegulationsCCAR-23-R3