某型飛機設(shè)備安裝支架設(shè)計分析

杜瑞+白杰

【摘 要】民用飛機各類電子設(shè)備的安裝，需根據(jù)其在機上的安裝位置設(shè)計不同的設(shè)備安裝支架，以滿足電子設(shè)備安全性、可靠性和維護性的要求。本文主要介紹了典型電子設(shè)備安裝支架的設(shè)計和強度分析過程，為民用飛機電子設(shè)備安裝支架的設(shè)計提供思路和方法。

【關(guān)鍵詞】電子設(shè)備；支架

0 引言

隨著微電子技術(shù)和微計算機技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的電子設(shè)備被應(yīng)用于民用飛機。在飛機的設(shè)計過程中，設(shè)計人員需根據(jù)各類電子設(shè)備在飛機上的安裝位置設(shè)計相應(yīng)的安裝支架，來滿足電子設(shè)備安全性、可靠性和維護性的要求。本文針對某型飛機的典型電子設(shè)備設(shè)計安裝支架，并進行強度分析，驗證支架強度的可靠性。

1 支架結(jié)構(gòu)設(shè)計

該電子設(shè)備安裝于3MCU自然冷卻標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備托架上，標(biāo)準(zhǔn)托架前后各有一個安裝點。設(shè)備安裝支架設(shè)計過程中，設(shè)置兩個幾字型支架用于標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備托架的連接，兩個幾字型支架通過和四個組合式的L型支架連接，最后通過四個機加角盒與主結(jié)構(gòu)連接，如圖1所示。因為該設(shè)備布置于地板下且靠近蒙皮的兩個隔框之間，因而四個機加角盒分別通過與框腹板和地板支柱連接，將載荷傳遞的機身上，如圖2所示。

2 材料屬性

設(shè)備安裝支架選用的材料及相應(yīng)力學(xué)性能見表1，其中σb表示材料拉伸極限；σmax表示模型最大等效應(yīng)力；σbru表示材料擠壓極限；表示材料彈性模量。

3 邊界條件

支架靜強度分析需考慮飛機地面載荷過載包線、飛行機動載荷過載包線、飛機動載荷情況過載包線和飛機應(yīng)急著陸情況慣性過載。本文參考該機型相應(yīng)的載荷數(shù)據(jù)，整理后得到設(shè)備安裝支架靜載荷包線過載系數(shù)，見表2。

本文根據(jù)運輸類飛機適航標(biāo)準(zhǔn)CCAR-25-R4中25.561（b）（3）條款，得到應(yīng)急著陸下，設(shè)備安裝支架載荷過載系數(shù)，見表3。

綜合考慮上述載荷數(shù)據(jù)，由于側(cè)向的過載大小相等，方向相反，因此只計算向左的情況；向后的過載大大小于向前的過載，向上的過載大大小于向下的過載，因此本文不將向后和向上的過載作為分析工況，得到如下分析工況，見表4。

4 強度分析方法

5 有限元模型

建立支架的有限元模型，其中支架結(jié)構(gòu)采用四邊形shell殼單元；設(shè)備用CONM2單元模擬，慣性力以加速度的方式加載，質(zhì)量單元通過RBE3（設(shè)備剛度極大時則使用RBE2）施加于結(jié)構(gòu)件上；在支架與主結(jié)構(gòu)連接位置用SPC約束，約束自由度為123，作為邊界條件，見圖3。

6 結(jié)果分析

結(jié)論：支架在以上3種工況下，最大應(yīng)力值為89.52Mpa，發(fā)生在LC2工況，結(jié)構(gòu)零件在各個工況下安全裕度大于0，滿足強度要求。

【參考文獻】

[1]飛機設(shè)計手冊·9·載荷、強度和剛度[M].航空工業(yè)出版社，2001.

[2]運輸類飛機適航標(biāo)注.中國民用航空規(guī)章第25部CCAR-25-R4.中國民航總局，2009.

[責(zé)任編輯：朱麗娜]