本文關(guān)鍵詞：基于復(fù)合材料的某飛機(jī)零部件輕量化研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：在滿足飛機(jī)任務(wù)需求的前提下，降低飛機(jī)重量是飛機(jī)設(shè)計(jì)者永遠(yuǎn)追求的目標(biāo)，也是飛機(jī)設(shè)計(jì)永恒的主題。對于飛機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言，輕量化設(shè)計(jì)已成為整機(jī)產(chǎn)品開發(fā)的主要潮流，輕量化設(shè)計(jì)，意味著更少的材料使用，更輕的機(jī)身重量，更少的碳排放量。從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的角度來看，飛機(jī)結(jié)構(gòu)的重量越輕，在相同的條件和油耗下，飛機(jī)的飛行航程越大，因而在滿足一定的強(qiáng)度、剛度和壽命的條件下，要求飛機(jī)結(jié)構(gòu)重量越輕越好。飛機(jī)設(shè)計(jì)過程中為了減輕結(jié)構(gòu)重量，除了采用合理的結(jié)構(gòu)形式之外，選用強(qiáng)度、剛度大而重量輕的材料也是非常有效的方法。 先進(jìn)復(fù)合材料的應(yīng)用，對飛機(jī)結(jié)構(gòu)輕質(zhì)化、整體化和高性能化起著至關(guān)重要的作用，復(fù)合材料技術(shù)已經(jīng)成為影響飛機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。繼通用塑料、工程塑料后，20世紀(jì)70年代初研究開發(fā)成功出的特種工程塑料，是第三代高分子材料的一個新領(lǐng)域。特種工程塑料具有高強(qiáng)度，高模量、耐高溫、耐輻射及尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，在航空航天、電子電器、汽車、機(jī)械制造等高新技術(shù)領(lǐng)域發(fā)揮著日益重要的作用。聚醚醚銅（Poly Ether Ether Ketone，簡稱PEEK）是由英國ICI公司在1977年開發(fā)成功，并由英國Victrex公司在80年代初期實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的一種高性能特種工程塑料，，被譽(yù)為塑料工業(yè)的金字塔尖。在航空航天領(lǐng)域，PEEK及其復(fù)合材料一問世就被作為一種軍工材料應(yīng)用于航天、航空領(lǐng)域，主要替代鋁和其他金屬材料制造各種飛機(jī)零部件。 本文結(jié)合吉林大學(xué)與中航工業(yè)西安飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司簽署的《XXX機(jī)型環(huán)控系統(tǒng)絕熱護(hù)套》項(xiàng)目，對某飛機(jī)換熱套管零部件材料輕量化中的力學(xué)問題進(jìn)行研究。采用吉林大學(xué)研發(fā)的新型PEEK復(fù)合材料，替代某型號飛機(jī)傳統(tǒng)的換熱套管零部件，達(dá)到飛機(jī)輕量化的目標(biāo)。針對該輕量化設(shè)計(jì)，本文對替換PEEK復(fù)合材料后的換熱套管零部件結(jié)構(gòu)，進(jìn)行基于靜力學(xué)和動力學(xué)的安全性分析。對換熱套管零部件幾何模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分，建立了有限元模型；對換熱套管零部件進(jìn)行了特定工況下的有限元仿真分析；探討了PEEK復(fù)合材料彈性模量、外管厚度和外管邊沿卡扣對有限元結(jié)果的影響。本課題的研究成果為PEEK復(fù)合材料在換熱套管中的應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，對機(jī)身減重有著非常重要的作用。
【關(guān)鍵詞】：飛機(jī)零部件 輕量化 復(fù)合材料 有限元仿真分析
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：V262.3;TB332
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-20
• 1.1 飛機(jī)輕量化的研究意義10-11
• 1.2 飛機(jī)材料輕量化的發(fā)展歷程11-14
• 1.3 復(fù)合材料在飛機(jī)輕量化中的應(yīng)用14-16
• 1.4 特種工程塑料 PEEK 及其復(fù)合材料16-17
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容17-20
• 第2章 有限元方法在飛機(jī)結(jié)構(gòu)上的應(yīng)用20-30
• 2.1 飛機(jī)結(jié)構(gòu)中的有限元分析20-22
• 2.2 板殼問題有限元分析22-29
• 2.3 本章小結(jié)29-30
• 第3章 換熱套管零部件有限元模型的建立與仿真30-52
• 3.1 換熱套管零部件介紹30-31
• 3.2 有限元模型的建立31-36
• 3.2.1 單元的選取32
• 3.2.2 網(wǎng)格劃分32-34
• 3.2.3 部件連接關(guān)系的簡化34-35
• 3.2.4 換熱套管有限元模型35-36
• 3.3 換熱套管零部件有限元仿真分析36-51
• 3.3.1 模型參數(shù)的選定36
• 3.3.2 強(qiáng)度、剛度分析結(jié)果36-47
• 3.3.3 計(jì)算模態(tài)分析47-51
• 3.4 本章定性結(jié)果分析51-52
• 第4章 外管復(fù)合材料參數(shù)及結(jié)構(gòu)對仿真結(jié)果影響的分析52-58
• 4.1 厚度對仿真結(jié)果的影響52-53
• 4.2 彈性模量對仿真結(jié)果的影響53-54
• 4.3 卡扣對仿真結(jié)果的影響54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-58
• 第5章 總結(jié)與展望58-60
• 5.1 總結(jié)58-59
• 5.2 展望59-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 作者簡介及攻讀碩士學(xué)位期間研究成果64-66
• 后記和致謝66

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本文編號：500056